壁虎手套,真的存在吗|壁虎手套

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   2011年的圣诞节最让电影发烧友们翘首以盼的无疑是宣布着阿汤哥强势回归的《碟中谍》这一经典系列的新生儿――《幽灵协议》。该片自上映后便受到影迷们的热烈追捧,屡创票房佳绩。
  这样一部如此精彩绝伦的动作电影,必然充斥了大量惊险刺激的场面,而其中最让人血脉喷张的桥段莫过于阿汤哥只凭借神奇的“壁虎手套”徒手攀爬世界第一高楼――哈利法塔了。同伴提供给他的这件手套看似精密无比,关键时候却掉了链子。就在伊森爬到一半时,突然失灵,导致他直接从800多米的高空失重坠落四层楼,引得无数观者失声尖叫。电影创作者的无穷想象力使得我们能够在影片中观赏到各种奇妙的,令人惊叹不已的高科技产品,大多数甚至超越了目前人类所具备的科学理论和技术水平。那么,这样的一件“壁虎手套”,又是否真的存在呢?
  在回答这个问题之前我们必须先研究一下壁虎。壁虎是蜥蜴目的一个物种,又称守宫。体背腹扁平,身上排列着粒鳞或杂有疣鳞,吃蚊、蝇、蛾等小昆虫,对人类有益,也叫蝎虎。 可在墙壁、天花板或光滑的平面上迅速爬行,正如嘻哈舞王潘玮柏那首脍炙人口的歌中所唱:“说什么叫壁虎漫/是我创造独门舞步……壁上有只壁虎在漫步/四只脚的速度突然之间觉得实在是酷”。那么,究竟是什么原因使得壁虎可以藐视重力,飞檐走壁呢?
  
  早在1872年,科学家们就开始研究壁虎脚掌的结构,但受当时尚不发达的科研条件所限,对于其更为精细的结构,科学家们只能做大致地推测。直到1965年,生物学家 Ruibal和Emst通过电子显微镜观察到壁虎的脚掌是由刚毛组成的,每根刚毛又分成了100-1000根更细的绒毛。实验证实壁虎的刚毛和绒毛都是由β角蛋白构成,其吸附力是由范德华力和毛细力共同产生。我们知道范德华力是非常小的,但是这个小,只是相对而言。科学家 Irschick以东京壁虎作为研究对象发现其脚底每平方毫米约有5000根刚毛,每100平方毫米可产生10N的吸附力,则平均后可知每根刚毛可产生20uN的力。
  相信大家都知道,墙上的粘钩用过一段时间后,由于其粘结面粘有杂质而导致粘性下降,无法承受过重的物品。那么如果壁虎脚上的刚毛粘了脏东西的话是否会阻碍其行动呢?研究发现,首先,壁虎的刚毛拥有像荷叶一样的“超疏水性”,接触脚掌的液体会因表面张力形成液滴,只要脚掌稍微倾斜就会滚落,顺带将污染颗粒物带走,完成自我净化,此过程又被称为“莲花效应”;其次,壁虎脚底不具腺体则不分泌粘液,它们可利用脚底与基底的摩擦使大部分污染物脱落;而且它刚毛上的绒毛尺寸比灰尘小得多,以至于这些绒毛对灰尘的吸附力不及灰尘与墙面的吸附力。由此可见,即使再多的灰尘和污染物,也不会阻挡壁虎前进的脚步!
  有了这些理论支持,科学家们便开始蠢蠢欲动。根据壁虎动态吸附原理仿制的纳米生物材料具有很强的吸附能力和自清洁功能,可被反复使用。2001年,美俄两国科学家共同开始研发“壁虎胶带”,这种胶带是真正的“不湿胶”胶带,即实现了干性粘接。2003年,正式投产。这种胶带只需半个指甲盖那么大就可以把一只蜘蛛侠玩偶粘在天花板上。但是,它的粘性还很低,寿命也太短。最为致命的缺点是由于成本高而导致最终价格过于昂贵。有相关计算得出,如想制造能粘住一个人重量的壁虎胶带,需要花费100万美金。
  2006年,美国斯坦福大学的一支研究队伍开发出一种仿壁虎机器人stickybot。该机器人无论是外形还是作用原理都与真实的壁虎非常接近。而其他的仿壁虎机器人,诸如北京航空航天大学“蓝天洁士”等则多靠真空吸力或磁力才能行走。
  现在,再回过头来看本文开篇时提出的问题,我想大家一定有了答案。有了科学理论作为基础,真正的壁虎手套必然可以制作成功,而且因为产生粘接的过程不需要借助外部能量,实际使用时绝不会出现电影中那种因为没电导致的窘迫的场景。但是由于而壁虎手套能够产生的粘性是与手套的面积成正比的,它需要克服的重力则与物体的体积成正比。而从人手掌的面积与体重的比值之小便可以得知,真实的壁虎手套一定是硕大无比,带上既不美观,可不会像阿汤哥的袖珍版那样拉风!
  关于壁虎的研究还涉及了化学、生物、物理、工程、材料等诸多学科。而在仿生学方面的应用是人类面临的重大机遇,仿壁虎器件的研制拥有非常广阔的前景和巨大的商机!

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