“飞檐走壁”在电影中常常上演,看飞檐走壁的神功,着实让人羡慕。不过那些都是电影,不可信。然而,有种动物却可以飞檐走壁,它就是壁虎。
壁虎能够在墙壁上行走,甚至在天花板上行走,完全是依靠它的脚,它的脚与物体之间存在着一定的粘合力,那么粘合力是从哪里的来的呢?
原来壁虎是动物界的“应用物理学大师”,它利用“分子引力”可以轻易地把身体粘附在光滑的墙壁上。
分子引力也叫“范德瓦尔斯力”,“范德瓦尔斯力”是中性分子,当中性分子彼此距离靠近时,就会产生一种微弱的电磁引力。电磁引力很弱小,以至于容易被忽略。
举个明显的例子,我们把手放到墙壁上,由于实际接触的面积只有几千个点,产生的分子引力也相对比较小,手就不会被吸附在墙壁之上。
美国加利福尼亚大学的罗伯特·福尔等科学家研究发现:壁虎脚上的细毛约有50万多根。每根刚毛末端又分出400~1000根的细毛。当与物体接触时自动产生“范德瓦尔斯力”,使物体与脚部粘合在一起。
虽然单独一根刚毛产生的力量微不足道,但累积起来就很可观。研究数据显示:壁虎几平方毫米的脚掌上,全部刚毛同时发挥作用,在理论上可以支撑125千克的重量。借助这些力量,壁虎可以自由地游走在墙壁和天花板等地方。
科学家还做过这样一个实验:把一面镜子垂直树立让壁虎在上面行走。结果表明,壁虎以1米/秒的速度向上爬行。并且只靠一个脚趾头就能把自己悬挂在墙壁之上。在天花板上爬行这一举动,真是令其他动物望尘莫及啊!
壁虎是怎样让脚上的引力应用自如的呢?科学家曾用显微镜拍摄下壁虎运动的整个过程,研究发现,壁虎爬行的时候,脚掌居然要付出比吸附物体时多600倍的力量,并且此时还要把脚趾伸展高于30度,否则就很难达到目的,这就相当于人们撕下胶带做的功一样。
即便是在真空的环境下,壁虎依然能够随意爬行,黏合力并不会因为真空的存在而消失,这也充分说明了,壁虎爬行时不需要跟其他动物一样分泌液体。
在壁虎脚趾微结构的启发下,人类开始研究各种先进的科学技术。科学家正在研究一种强力干性黏合剂,这种产品将会用到壁虎脚趾上的绒毛吸附物体的原理。
英国物理学家也正在模仿壁虎脚趾微结构开发一种柔韧性胶带,上面覆盖着上万根人造绒毛。这种胶带黏性非常强,巴掌大的就可以悬挂起一个成年人。为了证实这种说法,英国物理学家把这条胶带固定在一个玩具身上,玩具稳稳当当地粘合在玻璃上,扒都扒不下来。
此外,科学家还研制出了一种会爬墙、飞檐走壁的仿生机器人。