在自然界,壁虎依靠神奇的腳“飛檐走壁”,靜止時(shí)緊緊吸附;移動(dòng)時(shí)輕松脫離。由華人科學(xué)家領(lǐng)銜的一個(gè)美國(guó)科研小組最近成功利用碳納米管陣列制成仿生壁虎腳,其吸附力賽過(guò)真正的壁虎腳,而且也能輕松脫離。
來(lái)自佐治亞理工學(xué)院的王中林、代頓大學(xué)的戴黎明等人在定于10月10日出版的新一期《科學(xué)》雜志上說(shuō),碳納米管是由純碳原子組成的管狀結(jié)構(gòu)材料,具有尺寸微小(其直徑大約是頭發(fā)直徑的萬(wàn)分之一)、重量輕、柔軟靈活、機(jī)械強(qiáng)度高以及電學(xué)和熱學(xué)性能突出等特點(diǎn)。在碳納米管基礎(chǔ)上開發(fā)出的仿生壁虎腳既能在垂直表面上輕松吸附重物,也能夠從不同角度輕松取下。
王中林介紹說(shuō),納米仿生是目前納米科學(xué)界最前沿的研究領(lǐng)域之一。近年來(lái),科研人員試圖用納米材料來(lái)模擬壁虎腳,但都局限于光滑的物體表面,而且無(wú)法有效控制“強(qiáng)吸附”和“弱脫附”過(guò)程。而他們的研究小組應(yīng)用結(jié)構(gòu)可控的直立型碳納米管陣列,成功研制出具有“強(qiáng)吸附”和“易脫附”性能的仿生壁虎腳,“使仿生壁虎腳朝著實(shí)際應(yīng)用方向邁出了最關(guān)鍵的一步”。
王中林說(shuō),他們研制的仿生壁虎腳對(duì)物體表面沒(méi)有特殊要求,不僅對(duì)光滑如玻璃的物體表面具有強(qiáng)吸附力,也同樣能吸附在砂紙、聚四氟乙烯膜等相對(duì)粗糙的物體表面上。如果目前的碳納米管陣列可以擴(kuò)大,將來(lái)使用巴掌大的碳納米管陣列(10×10厘米)就可以在屋頂上懸掛一個(gè)100公斤重的人。
據(jù)介紹,這種碳納米管陣列在許多領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景,包括航空航天、電子封裝和高溫黏接等,甚至高空作業(yè)的工人將來(lái)或許也可以憑此在高層建筑物的墻壁上自由行走。王中林說(shuō):“好萊塢大片《蜘蛛俠》中‘飛檐走壁’的絕世本領(lǐng)未來(lái)有望成為普通人都能掌握的基本技能!(張忠霞)