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学习壁虎飞檐走壁不是梦


http://www.sina.com.cn 2006年10月18日08:37 南京报业网-金陵晚报

  □金陵晚报记者于飞

  【金陵晚报报道】人们经常可以看到,一只壁虎竟然能在光滑的墙壁、天花板,甚至玻璃上爬行自如。壁虎由于脚部精细结构而具有令人惊异的“独门舞步”,促使人们开展制造具有相似功能的微纳米黏附阵列的仿生研究。记者日前在南京航空航天大学不仅见识了壁虎饲养室,还了解了对壁虎的一系列科学研究进展。

  壁虎漫步不靠“吸盘”

  壁虎之所以能够在直立的玻璃表面疾步如飞,甚至能贴在光滑的天花板上行走,人们很久以前以为它们靠的是4个脚掌上神奇的吸盘,凭借着“吸力”,它们才能够让身体自由漫步在任意一个三维空间内。

  但是,南京航空航天大学仿生结构与材料防护研究所专家告诉记者,壁虎高超的攀爬能力也一直是科研人员重点研究的对象,事实也并非人们想象的那样简单。

  据了解,国外的科学家通过实验发现壁虎能够在一块垂直竖立的抛光玻璃表面以每秒一米的速度向上高速攀爬,而且“只靠一个指头”就能够把整个身体稳当地悬挂在墙上。除了能在墙上竖直上下爬行外,壁虎还能够倒挂在天花板上爬行。壁虎脚底的黏着力究竟是怎样产生的呢?研究发现,看上去不起眼的壁虎,居然是自然界数一数二的“应用物理大师”。它脚底的力量,来自宇宙中最基本的物理学原理——分子引力。壁虎脚研究价值很大专家说,“壁虎漫步”的奥秘就在于,壁虎的每只脚底部并非是吸盘,而是长着数百万根极细的刚毛,每根刚毛末端又有更细的分支,其根部尺寸是微米级的,端部能达到纳米的大小。这种精细结构,使得刚毛与物体表面分子间的距离非常近,从而产生分子引力。虽然每根刚毛产生的力量微不足道,但累积起来就很可观。

  因为具有任意爬行的“天才功能”,受到壁虎脚底大量纳米结构刚毛产生高黏附力的启发,科学家们开始模仿壁虎脚底的这种结构,有可能研制出黏合力超强的新型材料。而在此之前,利用壁虎的“敏捷身手”,可以帮助人们实现人所不能为之之事。

  让壁虎听人类“使唤”

  据悉,专家们正在对壁虎脚的仿生功能进行基础性的研究,将能够听人“使唤”的壁虎“发配”到比较危险的地方,使它们能够像机器人一样,完成各项任务。

  另外,除了“壁虎生物机器人”,记者还了解到,壁虎仿生机器人的作用也不小,未来2-3年内,随着壁虎机器人的问世,就能完成很多日常的危险作业,形成生物机器人之间的作用互补。“壁虎本身在人工控制下,确实能完成一些规定动作,但是在很多行为和工作上,机器人的功效则要更大一些,比如利用壁虎机器人来完成高楼大厦外部的清洗工作,这是壁虎本身所不能完成的”。

  (编辑小娜)


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