系列科幻电影《蜘蛛侠》男主角身怀绝技,可以像蜘蛛一样附着在墙壁上。最新科学研究发现,可以利用分子引力设计一种“蜘蛛服”,人穿上后能与“蜘蛛侠”一样,在建筑物侧壁和天花板上来去自如。
模仿壁虎
据英国《卫报》29日报道,意大利都灵理工大学教授尼古拉·普尼奥认为,可以依照壁虎在垂直墙面上爬行的原理,研制出一种具有极强黏性的服装,让人能悬挂在天花板上或在墙壁上爬行。这项研究刊登在《英国物理学杂志:凝聚态物质》上。
普尼奥在研究报告中说,壁虎脚趾长有密密麻麻的微细绒毛,叫刚毛。刚毛在与墙壁表面接触时,两者表面的分子距离非常接近,因而会产生微弱的分子引力(又称范德瓦尔斯力),由于刚毛数量众多,成千上万股微小引力汇聚成强大吸力,帮助壁虎牢牢附着在墙壁上。
壁虎刚毛呈多层次排列,结构精细,能与不同类型、不同质地的表面保持充分接触,产生足够大的分子引力固定住壁虎身躯。因此无论在粗糙的混凝土墙壁还是光滑的玻璃窗上,都能见到壁虎身影。
普尼奥认为,某些碳纳米管如果排列得当,也具有类似刚毛的分子吸附作用。“蜘蛛服”的设计原理就是在衣服的手足部分安上成千上万个碳纳米管,使其具有强大黏性。
碳纳米管极其细小,长度仅为几十亿分之一米,但其强度却非常高,不易损坏。实际操作中可把碳纳米管织入纤维。
实际问题