徐燦
在一面白色的墻壁上,一位重達(dá)90千克的男性絲毫不受重力的影響,穩(wěn)穩(wěn)地貼在墻面上。而且他完全沒有借助任何的繩索和梯子,就能像蜘蛛一樣,在墻壁上肆意“走動”。要知道,在地面上,他可是連一個(gè)引體向上都做不了的,現(xiàn)在他竟然能攀登這面垂直的墻壁!是什么讓他實(shí)現(xiàn)了“蜘蛛俠夢”呢?
原因在于他身上那套特殊的裝備。這是一個(gè)吸盤結(jié)構(gòu)的攀登裝置,共有14個(gè)吸盤,分為兩邊,每一邊有7個(gè)。吸盤下面連接了多個(gè)可以抽走空氣的活塞,活塞下還連接著馬鐙。這個(gè)特殊裝備實(shí)際上是科學(xué)家們“偷師”大自然的成果。
長期以來,有一個(gè)問題一直困擾著科學(xué)家們:壁虎、蜘蛛等昆蟲為什么可以在墻上跑來跑去而不會墜落?我們是否可以復(fù)制這種能力?于是科學(xué)家們決定先行研究壁虎。他們發(fā)現(xiàn),在壁虎的腳趾上,有成千上萬的微小的絨毛突起。當(dāng)壁虎攀爬墻壁或天花板時(shí),這些突起會和它們發(fā)生緊密接觸,產(chǎn)生范德華力,這樣,壁虎就能貼在墻壁上,甚至在墻上走動或奔跑了。但即便是納米級的仿壁虎腳趾,也遠(yuǎn)沒有壁虎的“高超技藝”,可以緊緊貼合墻壁,達(dá)到激活范德華力的程度,人類也就無法像壁虎那樣,在墻上“走動”了。
怎樣才能讓仿壁虎腳趾和墻壁更加緊密地接觸呢?科學(xué)家們想到了壓力。他們制造了帶有許多絨毛的吸盤,加入了可以抽出空氣的活塞,活塞通過腳部的馬鐙控制。當(dāng)腳部的馬鐙下降時(shí),活塞就可以從吸盤里抽出多余的空氣,吸盤外的壓力比吸盤內(nèi)的壓力大,吸盤受到擠壓,吸盤上的“毛”就會貼近并緊緊抓住墻壁,激活范德華力。
這種吸盤和活塞的結(jié)合適用于較為光滑的平面,如果是凹凸不平的墻壁,反倒顯得毫無用處了。對此,科學(xué)家們把注意力轉(zhuǎn)移到了另外一種動物身上:蜘蛛,希望能“偷學(xué)”蜘蛛爬行的“秘籍”。當(dāng)觀察蜘蛛在不平整的墻壁上爬行的過程時(shí),科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)蜘蛛身上有許多極為巧妙的向下的鉤刺,當(dāng)蜘蛛不小心懸空時(shí),這些鉤子可以抓住墻壁的表面,保證蜘蛛不往下墜落。蜘蛛的巧妙結(jié)構(gòu)讓科學(xué)家們驚嘆不已,他們將這個(gè)微型鉤刺和磁鐵結(jié)合,研制出了可以攀爬凹凸表面和金屬材料的平面的設(shè)備。
壁虎和吸盤、蜘蛛和磁鐵的結(jié)合幾乎征服了所有材料和形狀的表面,也許在未來,任何人都可以成為蜘蛛俠。