关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑订阅以支持我们屡获殊荣的新闻报道。 订阅。通过购买订阅，您将帮助确保有关塑造当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
对于一个蜘蛛恐惧症患者来说，看到蜘蛛爬上墙壁会引起恐惧。然而，对于材料科学家来说，它可以提供灵感。在最新一期的《智能材料与结构》杂志上，研究人员描述了蜘蛛如何设法粘在天花板上，似乎无视重力。这项发现可能为新型粘合剂指明方向。
“我们进行这项研究是为了找出这些蜘蛛是如何进化到粘在表面的，并发现这完全归因于分子之间的微观力，”德国技术动物学与仿生学研究所的首席作者安东尼娅·凯塞尔说。该团队使用扫描电子显微镜获得了跳蛛（Evarcha arcuata）足部的图像。研究小组报告说，蜘蛛的攀附能力源于覆盖在每只脚上的簇状大毛上的微小毛发，称为纤毛（见图）。然后，研究人员使用原子力显微镜测量了蜘蛛脚与表面之间的粘附强度。“我们发现，当所有 600,000 个尖端与下方表面接触时，蜘蛛可以产生相当于自身重量 170 倍的粘附力，”该研究的合著者、同样来自技术动物学与仿生学研究所的安德鲁·马丁解释说。“这就像蜘蛛侠仅用指尖和脚趾抓住建筑物的平面窗户表面，同时营救 170 个挂在他背上的成年人一样。”
这些结果首次量化了蜘蛛粘性的强度，但其工作机制与壁虎在几乎任何类型的表面上快速奔跑所采用的机制类似。这两种惊人的粘附力都源于所谓的范德华力，它在微小的毛发和表面之间产生静电吸引力。这些力的强度取决于两个物体之间的距离，并且与周围环境无关。因此，凯塞尔指出，“我们研究的一个可能的应用是开发基于范德华力的便利贴，即使它们弄湿或沾上油污，也能粘住。”