「蜘蛛服」有望夢想成真

意大利都靈理工大學的研究人員尼古拉·普尼奧最近表示,他正在研究一種新型服裝,可以讓穿上它的人,像科幻影片《蜘蛛俠》中的主人公一樣,附著在高樓大廈的牆壁或天花板上,來去自如。

據介紹,普尼奧的發明靈感來自於壁虎。壁虎,一種長約10釐米、背呈暗灰色的爬行綱四足小動物,能在光滑如鏡的牆面或天花板上穿梭自如,捕食蚊、蠅、蜘蛛等小蟲子而不會掉下來。這種現象引起了普尼奧的注意。經過長時間的觀察和研究,他終於弄明白了,原來,這是壁虎利用分子的電磁引力,克服了地心引力而具有的一種天生的“特異功能”。

進一步的研究發現,在壁虎的爪指頂端長有數百萬根叫做剛毛的極細纖維,它們以數千根為一組,呈刮刀狀排列。在高倍顯微鏡下觀察,這些刮刀就像是長在絨毛頂端的花耶菜,具有很強的黏附力。試驗證明:100萬根細纖維(其斷面直徑如一枚錢幣)所具有的黏附力,約可托起一個20公斤重的小孩。為什麼會有這樣大的黏附力呢?普尼奧認為,這隻能從物理學中的弱力理論得到解釋。

根據弱力理論,分子間具有一種電磁引力,弱力可使分子與其接觸的任何物體相互吸引。分子間的這種電磁引力,只有在分子(細纖維)距離物體表面很近時,才起作用;二者的距離越近,引力也越大。但是,僅此還不能完全解釋為什麼引力會如此之大。普尼奧解釋說,是不平衡的電荷互相吸引時產生的分子間的作用力,導致了強大的黏附力。

這項研究給了普尼奧很大的啟示,目前他正在據此研發一種強力乾性黏合劑,這種黏合劑將使用一種與壁虎爪指上的絨毛類似的人造絨毛。普尼奧說,這個領域的研究在科學界有著許多有趣的應用,如應用在航天領域,可使宇航員穿上有吸盤附著系統的宇航服,更加安全地在太空行走;也可以考慮據此原理研製一種微型機器人,讓其手足具有與壁虎一樣的高超的攀緣功能,去執行某種特殊任務。

“蜘蛛服”的研究目前存在兩個問題:其一是如何控制黏性,因為要一直黏在牆上並不難,只需使用超強膠水就行了;但是如何在很容易地分離以後再黏上去呢?其二是還需要設計一套自我清潔裝置,因為在沙土中爬行的壁虎,每隔幾分鐘就會清潔一下自己的腳趾。普尼奧說,這些問題的解決已有若干思路或方案,但要真正解決問題,大概還需要10年左右的時間。

“蜘蛛服”有望夢想成真


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