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壁虎脚

壁虎脚照片信用:大卫克莱门特。Shimbathesnake,来自Wikimedia Commons

工程师正试图模仿壁虎脚趾的惊人属性。这就是为什么。


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什么蜥蜴可以教授工程师。我是Bob Hirshon,这是科学更新。

现在,壁虎最为令人着迷地闻名于霍金汽车保险。但它们也很奇怪的工程。这是因为壁虎脚趾装满了数百万微小的刮刀形的毛发,这让蜥蜴在天花板上毫不费力地击落并落后。

电气工程师和计算机科学家罗恩·伯克利加州大学的恐惧是努力创造像壁虎脚一样的人为微纤维。

罗恩担心:

他们不滑倒,这是非常高的摩擦力。但它并不像壁虎一样工作,因为如果你试图把它拉下来,它真的很容易拉开,实际上比壁虎更容易。

这可能为轮胎和鞋子提供良好的牵引力。但是,像壁虎脚一样粘住和释放的材料也可能具有更丰富多彩的应用,从无痛苦的粘合绷带到攀爬机器人。我是SAAS,科学学会的鲍勃Hirshomanbetx注册与登录n。


了解研究

大自然是一位伟大的工程师,部分原因是有用的天然材料有数百万年来发展和改善。在许多其他事情中,科学家们试图模仿蜘蛛丝的力量和灵活性,人牙釉质的硬度以及海绵的光纤性质。

这通常更容易完成,因为天然材料可以具有看似矛盾的特性 - 这使得它们非常有用,而且很难复制。例如,取壁虎脚的表面:它足以让壁虎爬上墙壁和天花板,而不使用任何种类的胶水。然而,它可以轻松地释放其抓地力,这使得壁虎灵活地沿着它的脚下并能够在瞬间下降到地上。

基本上,如果人类可以制造这种材料,下一个蜘蛛侠电影可以节省大量的特殊效果。敬畏的团队在那里批准了。他们确定了什么让壁虎脚粘得很好:微小的毛发的独特的铲子形状,每个毛发,每个只有200亿万天米宽,允许每头发或Seta,与墙壁表面的各个分子相互作用。这些相互作用会产生头发和表面之间的化学景点,使头发粘在一起。

因为壁虎包如此多的Setae进入一个小面积(一百万可以容易在一角钱的区域融合),因此这些化学力的总效果非常强烈。有多强?对于壁虎,这意味着它可以通过单个脚趾从天花板上悬挂其整个身体。在数学上,如果平均壁虎立即使用了所有650万套,它可以支持超过290磅。(为了使这一点,职业球员的平均重量约为250磅)。

只要知道壁虎是如何做到的,也不会让它变得易于模仿。因为毛发很小,所以需要一个巨大的技术努力,只是为了使它们正确的尺寸。此外,这是一个巨大的毛发的承诺,并将它们紧紧地包装,模拟真正的壁虎脚的表面。他们目前的模型每平方厘米包装4200万纤维。最后,使纤维材料表现得完全像壁虎塞拉已经证明棘手。这就是为什么他们弄清楚如何创造摩擦,就像壁虎一样,但不是如何创造正确的粘合力。敬畏嫌疑人与壁虎Setae不同,他的团队的人造纤维具有太容易矫揉出来的趋势,这与表面打破了化学键。

他们现在已经有用,因为高摩擦踏板可以帮助轮胎和鞋子导航滑镜面。但是,研究人员真正的粘性,摩擦和快速释放的结合。如果他们成功,人们可能会有一天爬上墙壁。

现在尝试回答这些问题:

  1. 壁虎脚有哪些有用的特性?
  2. 这些属性来自哪里?
  3. 创造一种类似于壁虎脚表面的材料有什么挑战?
  4. 你可以想象哪种应用程序?

你可能想看看2006年10月20日科学更新播客听取有关本周的更多信息和本周的其他程序。此播客的主题包括:关于明星命名的真相,一种摆脱化石燃料的实用计划,模仿壁虎脚,饮食中的蠕虫,以及为什么我们对外国人偏见。


为教育工作者

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