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美發(fā)明類(lèi)似壁虎腳底特性的超級(jí)膠水
2007-07-20  來(lái)源:中國(guó)聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞:膠水
據(jù)美國(guó)生活科學(xué)網(wǎng)報(bào)道,大家想必都對(duì)貽貝用于死死附著在巖石上的“膠水”以及壁虎足底超強(qiáng)粘性印象深刻,美國(guó)科學(xué)家日前就利用貽貝“膠水”和壁虎足底粘性的特性,發(fā)明了一種稱(chēng)為geckel的新型超強(qiáng)粘合劑。也許有朝一日,這種粘合劑可用于加速傷口愈合,幫助機(jī)器人在水下爬墻。

  壁虎是一種蜥蜴目爬行動(dòng)物,具備超強(qiáng)的爬墻能力,爬墻如履平地般輕松。壁虎的這種能力要?dú)w功于其每只腳上構(gòu)造獨(dú)特的肉墊——肉墊上面密密麻麻分布著細(xì)毛,細(xì)毛在兩端裂開(kāi),裂開(kāi)的兩端增加了壁虎腳底同表面的接觸面,使得它們更能牢牢粘在上面。蒼蠅和其它昆蟲(chóng)也用同樣的方法接觸表面。

  不過(guò),一旦進(jìn)入水中,壁虎足底的粘性會(huì)驟然下降。水和其它液體一般被看作是粘合劑的“天敵”,我們?cè)诮o出血的傷口纏繃帶時(shí)就會(huì)深刻體會(huì)到這一點(diǎn)。美國(guó)西北大學(xué)材料學(xué)家菲利普·麥瑟史密斯(Phillip Messersmith)知道,貽貝的“膠水”在水下的吸附能力超乎尋常,即便受到?jīng)坝颗炫鹊拇罄说妮喎瑳_擊,貽貝也能堅(jiān)如磐石般死死吸附于巖石之上。

  麥瑟史密斯及同事制作了大量硅柱,每個(gè)硅柱直徑約為4/10000000米,或藍(lán)紫色光一個(gè)波長(zhǎng)的寬度,首先模擬了壁虎足底毛發(fā)。接著,給這些柔韌性極強(qiáng)的硅柱涂上一層薄薄的合成膠水,合成膠水是模仿貽貝蛋白質(zhì)工作原理所制。最終發(fā)明的這種新型geckel粘合劑在水下的性能大約是壁虎足底的15倍。而在干燥的表面,它的粘性比壁虎在水上的粘性強(qiáng)三倍。麥瑟史密斯說(shuō),盡管geckel粘合劑的性能強(qiáng)過(guò)處于水下的壁虎足底,但它的附著力只能是貽貝在天然環(huán)境下附著力的幾分之一。

  他還指出,這種臨時(shí)粘合劑通常用處廣泛——例如,如果壁虎長(zhǎng)時(shí)間吸附于墻壁之上,它們就不能再一施“飛檐走壁”之絕技。實(shí)際上,即便geckel在墻面上被扯上扯下幾百次,它們的粘性一點(diǎn)兒不會(huì)受損。研究結(jié)果刊登在最新一期《自然》雜志上。麥瑟史密斯稱(chēng),geckel的膠帶可能使傷口不用縫合也能愈合,或能應(yīng)用于抗水繃帶。他在接受《生活科學(xué)》雜志采訪時(shí)表示:“它們還能在用于無(wú)人機(jī)系統(tǒng),如在干燥或潮濕環(huán)境中實(shí)施探索、營(yíng)救和其它活動(dòng)的機(jī)器人技術(shù),在這種環(huán)境下,一般膠帶在表面的附著力將會(huì)受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)!

  不過(guò),麥瑟史密斯警告,他們僅僅測(cè)試了geckel粘合劑在小塊表面的粘性。他說(shuō):“我們必須發(fā)明適于在大塊表面操作的粘合劑,我們的研究必須對(duì)新型粘合劑的這種附著力進(jìn)行驗(yàn)證。我們正開(kāi)始啟動(dòng)這方面的研究工作!丙溕访芩沟难芯啃〗M還計(jì)劃改進(jìn)硅柱外形和人造貽貝膠水合成物,以進(jìn)一步提高geckel粘合劑的粘性。

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