【靜電有助於獲得抓地力的壁虎】

明道

【靜電有助於獲得抓地力的壁虎】

一隻壁虎抓地力依賴于接觸電氣化嗎?

以規模光滑的牆壁和天花板的堅持一些壁虎驚人的能力可能主要是由於接觸電氣化。

這是在加拿大，滑鐵盧大學研究人員取得一項新研究的蜥蜴的腳與兩個不同的表面之間的靜電相互作用的索賠。

他們的結論與常規的思維，粘性的壁虎腳歸范德華力形成鮮明對比。

特殊的攀爬能力由許多壁虎顯示來自他們特別改裝狀腳趾墊。

每個墊被覆蓋層的微觀、 毛髮狀結構 — — 或剛毛 — — 拆分成更小、 鏟形的小貼士。被如此之小，提示可以接近的表面的壁虎走，形成親密的接觸。

每個剛毛的貢獻只是微小的吸引力，但他們一起生產組合的粘附力約為 10 N，每只腳，允許壁虎掛在天花板上由單一的肢體。

放手不是問題，因為膠粘劑的作用是定向的允許一隻壁虎，分離的只重新置放它的腳。

根據傳統理論，吸引力是范德華力相互作用的結果。

這些都是相鄰原子和分子轉換電子濃度結果之間的弱偶極-偶極作用力。

交換電荷

在他們新的研究中，亞歷山大 Penlidis和同事看著如何聯繫電氣化有助於壁虎粘附。

兩種材料接觸並交換電荷時發生這種效果。其結果是對一種材料淨負靜電電荷和一個正電荷另一方面，導致兩者之間的吸引力。

若要測試是否這些相互作用可能導致壁虎的粘接能力，研究人員測量了電荷和生成時壁虎腳趾墊被困在兩條絕緣聚合物表面 — — 鐵氟龍 AF 和聚二甲基矽氧烷之一的粘附力。

在這兩種情況下，接觸，壁虎的腳趾墊成了帶正電和負電的表面。

此外，粘接強度與生成靜電電荷的大小密切相關。

儘管有較小可能產生范德華力，鐵氟龍 AF 有人看見有多強的附著力，比另一襯底。

這，研究者說，表明接觸電氣化壁虎粘附中的重要作用。

仍然堅持這種電離空氣中

這一發現可能會顛覆 80 年的傳統智慧，靜電相互作用不參與了壁虎粘附。

Penlidis 和他的同事相信此解雇可以追溯到 1934 年由德國科學家沃爾夫-迪特裡希 Dellit 描述實驗。電離的空氣 — — 會失效的靜電相互作用 — — 被刮向一隻壁虎附著金屬表面，並沒有影響其能力掛。

Penlidis 和同事解釋 Dellit 的觀察是符合他們的結論，因為剛毛和基板之間的接觸是如此接近電離的空氣中的分子不能夠得到兩者抵消相互作用。

雖然接觸電氣化可發揮重要的作用在一隻壁虎能夠擴展壁光滑，尚不清楚是否該部隊是在粗糙表面上的任何説明。

"[研究] 清楚地表明如何靜電力可以發揮額外的作用，提高粘附在壁虎，這是不被以前考慮的一個方面，"說鄧肯 Irschick，麻塞諸塞州大學生物學家正在開發的合成，可重複使用的膠粘劑基於壁虎腳。

然而，Irschick 的問題，"這種部隊是否相關的自然進化成了壁虎使用，如樹葉、 樹木等的表面"。

2002 · 凱勒秋天的路易斯與克拉克學院在俄勒岡州是第一個觀察壁虎腳底的范德華力相互作用。

在這最新的研究評論，他說，"這是一個新的、 重要的發現，也表明，靜電力能夠有助於在一些表面，如聚四氟乙烯壁虎粘附"。

然而，秋天不是相信，靜電力是占主導地位，指出，這一結論的研究結果不支援。

"此外，使用整個動物，而不是孤立的剛毛和只有一個軸測力，使得結果難以解釋，"他補充道。

研究結果發表在皇家學會介面學報.

關於作者

伊恩 · 蘭德爾是設在紐西蘭的科學作家

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