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美發明類似壁虎腳底特性的超級膠水
2007-07-20  來源:中國聚合物網
關鍵詞:膠水
據美國生活科學網報道,大家想必都對貽貝用于死死附著在巖石上的“膠水”以及壁虎足底超強粘性印象深刻,美國科學家日前就利用貽貝“膠水”和壁虎足底粘性的特性,發明了一種稱為geckel的新型超強粘合劑。也許有朝一日,這種粘合劑可用于加速傷口愈合,幫助機器人在水下爬墻。

  壁虎是一種蜥蜴目爬行動物,具備超強的爬墻能力,爬墻如履平地般輕松。壁虎的這種能力要歸功于其每只腳上構造獨特的肉墊——肉墊上面密密麻麻分布著細毛,細毛在兩端裂開,裂開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。蒼蠅和其它昆蟲也用同樣的方法接觸表面。

  不過,一旦進入水中,壁虎足底的粘性會驟然下降。水和其它液體一般被看作是粘合劑的“天敵”,我們在給出血的傷口纏繃帶時就會深刻體會到這一點。美國西北大學材料學家菲利普·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,即便受到洶涌澎湃的大浪的輪番沖擊,貽貝也能堅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,每個硅柱直徑約為4/10000000米,或藍紫色光一個波長的寬度,首先模擬了壁虎足底毛發。接著,給這些柔韌性極強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工作原理所制。最終發明的這種新型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三倍。麥瑟史密斯說,盡管geckel粘合劑的性能強過處于水下的壁虎足底,但它的附著力只能是貽貝在天然環境下附著力的幾分之一。

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

  不過,麥瑟史密斯警告,他們僅僅測試了geckel粘合劑在小塊表面的粘性。他說:“我們必須發明適于在大塊表面操作的粘合劑,我們的研究必須對新型粘合劑的這種附著力進行驗證。我們正開始啟動這方面的研究工作。”麥瑟史密斯的研究小組還計劃改進硅柱外形和人造貽貝膠水合成物,以進一步提高geckel粘合劑的粘性。

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