為什么壁虎能在墻上行走
壁虎墻上行走并不僅僅靠的是吸盤
雖然我們平時不會去多想,
科學家通過實驗發現壁虎能夠在一塊垂直豎立的拋光玻璃表面以每秒一米的速度向上高速攀爬,而且“只靠一個指頭”就能夠把整個身體穩當地懸掛在墻上。除了能在墻上豎直上下爬行外,
美國加利福尼亞大學伯克利分校的科學家羅伯特·福爾等人經過研究發現看上去不起眼的壁虎,居然是自然界數一數二的“應用物理大師”。它腳底的力量,竟然來自宇宙中最基本的物理學原理——分子引力。靠著這種力量,一只身長2英寸的壁虎,用它不過幾平方毫米大小的腳掌,理論上能夠毫不費力地提起重達40公斤的重物。
壁虎腳底一根剛毛能夠提起一只螞蟻的重量,而使用全部剛毛就能夠支持125公斤力。那什么是分子引力呢?分子引力也叫范德瓦爾斯力,是中性分子彼此距離非常近時產生的一種微弱電磁引力。由于這種引力過于微弱,通常沒有人加以注意。比如,當我們把手貼到墻上時,也會產生分子引力,但由于實際接觸面積太小,可能只有數千個接觸點,人的手掌不會被吸附到墻壁上。
可是壁虎不同,它的每只腳底部長著數百萬根極細的剛毛,而每根剛毛末端又有約400根至1000根更細的分支。這種精細結構使得剛毛與物體表面分子間的距離非常近,從而產生分子引力。雖然每根剛毛產生的力量微不足道,但累積起來就很可觀。根據計算,一根剛毛能夠提起一只螞蟻的重量,而100萬根剛毛雖然占地不到一個小硬幣的面積,但可以提起20公斤力的重量。
那么壁虎怎么控制腳上的吸力呢?科學家用顯微攝像機錄下壁虎在玻璃上爬動的情況,發現當壁虎試圖移動腳掌時,需要付出比吸住附著物時高600倍的力量,并將腳趾伸展到30度以上才能達到目的,這就如同人們扯下粘貼的膠帶時所做的一樣。