為什麼壁虎能在牆上行走(1圖)
  • 21天前发布

為什麼壁虎能在牆上行走
壁虎牆上行走並不僅僅靠的是吸盤

雖然我們平時不會去多想,但是對於壁虎能在牆上行走,大多數人肯定還是會感到好奇的。之前我們有說壁虎之所以有這樣的能力,是因為四個腳掌上的吸盤。不過真實情況似乎並非如此。

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牆上。除了能在牆上豎直上下爬行外,壁虎還能夠倒掛在天花板上爬行,這一絕技更令其他動物望塵莫及。

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,一隻身長2英吋的壁虎,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隻螞蟻的重量,而使用全部剛毛就能夠支持125公斤力。那什麼是分子引力呢?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。由於這種引力過於微弱,通常沒有人加以注意。比如,當我們把手貼到牆上時,也會產生分子引力,但由於實際接觸面積太小,可能只有數千個接觸點,人的手掌不會被吸附到牆壁上。

可是壁虎不同,它的每隻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隻螞蟻的重量,而100萬根剛毛雖然佔地不到一個小硬幣的面積,但可以提起20公斤力的重量。如果壁虎同時使用全部剛毛,就能夠支持125公斤力。科學家說,壁虎實際上只使用一個腳,就能夠支持整個身體。

那麼壁虎怎麼控制腳上的吸力呢?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,並將腳趾伸展到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。而且,即使在真空環境下,它腳上的粘著力也不會失靈,這說明壁虎不必分泌任何物質以維持附著力,也不需要借助空氣負壓「吸」住物品。

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