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纳米技术复制壁虎的附着力

更新:2019-09-29 编辑:幸运28技巧宝典 来源:幸运28技巧宝典 热度:2701℃
注视着无处不在的壁虎在眨眼间爬上一堵垂直的墙,或以反重力的方式在天花板上奔跑。

对于至少有2,000年的历史了,人们一直想知道壁虎脚是如何粘住的,因为脚垫对触感没有粘性。

最后,纳米技术革命提供了答案。壁虎的脚上布满了数以百万计的称为毛毛的细毛。

每个毛毛树都有一个树枝状结构,分支成多个亚纤维,依次分解成数百个纳米级的原纤维(小叶掌)100-200。纳米直径。它们是如此之小,非常接近表面的原子,以至于它们实际上是通过范德华力在原子级结合的。毛发变得越来越稀疏时也变得更有弹性,这有助于最大化与表面的接触数量。

每根原纤维上的范德华力很小,但其纯粹的数量以及扁平的尖端会张开即使在粗糙的表面上也能最大程度地接触,从而提供了足够的强度,使它们能够沿着墙壁和天花板顺流而行。

在范德华键中,以荷兰科学家约翰内斯·狄德瑞克·范德华斯命名的电子不会转移或由于它们处于较强的共价键和离子键中而永久性地从轨道上中断。范德华力是由原子周围云中电子的晃动引起的。

当一个电子云晃动时,它会在相邻的电子中产生同情晃动,从而形成一个暂时起伏的偶极子,相互吸引。

壁虎刮刀的作用就像分子电磁体,被吸引到有弹性的爬行动物沿着其运动的表面的原子上。

范德华力与正常的化学键相比相对较弱,但是在物理,化学和生物学的各个领域都发挥着重要作用。

范德华键是将石墨烯薄层粘合在一起以形成石墨片并形成稀有气体原子的同一类型如氦,氖和氩略带粘性。石墨的光滑性和稀有气体的液化能力都是范德华力的结果。

材料科学家对几乎一遍又一遍地粘附并从任何表面释放的可能性深感兴趣。应用壁虎技术可以制造出更好抓地力的鞋子和轮胎,可以更好地粘在伤口上的绷带和缝合线,可以在各种环境(包括空间)中更好地抓地力的工具,以及可以代替胶水,焊料甚至维可牢尼龙搭扣的粘合剂。

正在进行多个不同的项目,以从各种材料中复制微小的卷须。一种使用碳纳米管代替壁虎刮刀,另一种使用专有技术从专门蚀刻到阳极氧化铝箔上的分支纳米孔中压印纳米毛状聚碳酯塑料。

进化为壁虎提供了完美的分子胶,而且揭开它的完美方法。壁虎只需像剥掉一条胶带一样将其表面的Seta剥离。

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RichardBrill是檀香山社区学院的自然科学。通过电子邮件将问题和评论发送到rickb@hcc.hawaii.edu。

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