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    新型膠帶--壁虎膠帶

    來源:熱熔膠論壇2015年12月08日

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      壁虎是“最能爬墻的動物”。它能夠自如攀墻、倒掛懸梁,幾乎能攀附在各式各樣的材料上面,甚至在水里、真空環境都能行走自如,所經之處不留任何痕跡。壁虎腳上的功夫真可稱得上是自然的杰作。幾千年來,不少人試圖揭開壁虎爬墻的奧秘。

      直到最近幾年,美、英、俄等國的研究小組才真正提示了壁虎在墻上爬行的秘密。這個秘密就是“分子間的作用力”。科學家在顯微鏡下發現: 壁虎腳趾上約有650萬根次納米級的細毛,每根細毛的直徑約為人類毛發直徑的十分之一。細發端有100-1000個類似樹狀的微細分枝,每分枝前端有細小的肉趾,能和接觸的物體表而產生很微小的分子間的作用力,即范德華力(Van der Vaals)。見下圖。范德華力是中性分子彼此距離非常近時,產生的一種微弱電磁力,大量范德華力的疊加就足以支撐壁虎的體重。壁虎這種特殊的多分級粘附系統結構,特別是其最小粘附單元達到納米量級,保證腳掌能輕易地與各種材料達到近乎完美的結合。無論多粗糙的表面,由于壁虎最小粘附單元非常精細,微觀上都接近理想光滑結構,因此兩者能形成理想接觸,進而保證大量范德華力的疊加產生超強粘附力。壁虎腳上650萬報細毛全部充分附著在物體表面上時,可吸附住質量為133千克的物體。

    新型膠帶--壁虎膠帶

      諾貝爾獎獲得者英國科學家Andre Geim等仿照壁虎腳掌剛毛的幾何排列構造,以電子束與氧離子刻蝕相結合的方法在5微米厚的聚酰亞胺薄膜上制備了長約2微米、直徑約0.5微米、間距1.6微米的高彈性聚酰亞胺纖維陣列。當施加一定預壓力后,每平方厘米的面積可負重3牛頓。他們利用這樣的仿壁虎帶能支撐一個體重適當的“蜘蛛俠”玩具,如下圖所示。這個玩具重40克,手掌覆蓋有仿生制造的壁虎帶,與基底接觸面積能達到0.5平方厘米,可以支撐大于100克的重量。

    新型膠帶--壁虎膠帶

      壁虎膠帶是利用細毛的粘性,它比其他膠帶有一個突出的優點,就是可以重復利用,而不像其他膠帶那樣用一次就失效了。科學家指出,這種全范德華力干型膠帶還可以應用在航天、航海、水下探測、醫學等重要領域。比如,現在醫學繃帶密封性不是很好,容易感染細菌,在從傷者身上撕下來時也容易拉傷皮膚。然而,未來的壁虎型繃帶的透氣性和密封性都很好,撕開時可以利用壁虎抬腳的原理不傷害傷者的皮膚。

      壁虎膠帶------這一來自幻想中的新技術,已經被專家們評為“最具市場沖擊力的十大新技術”之一。然而,要利用壁虎膠帶真正實現飛檐走壁的夢想,可能還需要科學家在未來對這個產品做進一步的改進了。腦洞還要繼續開闊。

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