壁虎手套:一秒变身壁虎侠【陈荣专栏-33】
文 / 陈荣,微信号:chenrong671170
还记得《碟中谍4》里面,阿汤哥依靠一双特制的手套,徒手攀爬迪拜塔的惊险一幕吗?现在,类似功能的手套已经问世了。
美国国防部高级研究计划局(DARPA)最近演示了一个项目的最新成果,依靠一双“GeckoGloves”(壁虎手套),一个重达99公斤的人,背着23公斤的负重,顺利爬上了7.6米高的玻璃墙。
(图1、阿汤哥在电影中用的壁虎手套)
这个代号为“Z-Man”的项目由德雷珀实验室负责,实验室负责人马特·古德曼博士说,这个项目自2000年前后就已启动,DARPA的目的,是想让士兵不使用绳子或梯子的情况下,能够攀爬垂直的建筑墙壁。
壁虎是动物王国的攀爬高手,古博士们自然而然想到从壁虎身上寻找灵感,事实表明。这种想法是正确的。
壁虎的指尖非常精妙,在它的每个指头上,都有着无数非常微小的“毛”,科学家称之为刚毛。在每根刚毛末端,又有数百个直径只有几百纳米的铲状匙突,像一个个小“吸板”。
利用分子间的范德华力,与接触面接触的部分这些“吸板”会产生“单向粘合剂”,自动附着或脱离接触面,从而支撑自身的重量。
(图2、壁虎指尖的细节和吸附原理)
Z-Man研发的壁虎手套,所使用的技术原理也是如此。他们研发了一种类似的橡胶材料上,上面覆盖数千根微小的聚合纤维,用于“山寨”壁虎的刚毛。再将这种材料做成单向粘合涂层,涂在特制的手套上,就做成了仿生壁虎手套。
单向粘合是什么意思呢?它指粘合力是一个方向的,比如你戴着壁虎手套,贴上墙,向下用力拉,手套就能粘住墙壁,但如果向上用力,手套就会脱离墙壁,以便继续往上攀爬。
当然,问题也在这,我们知道壁虎不仅可以竖着向上爬,也是可以向下、横着、斜着各种爬,而Z-Man的壁虎手套,目前只能做到向上爬,如果头朝下或者横着爬,会立刻掉下来。
(图3、壁虎手套还只能向上爬)
这也是项目团队目前正在努力解决的问题,他们初步的想法还是仿照壁虎的关节,在手套上安装一个可以旋转的部件,这样当方位变化时,手套的粘合方向也能跟着变化。
不过,即使是目前单向的壁虎手套,也已经算是一大进步了,可以让士兵抛弃往日的那些笨拙、沉重、不稳定的攀爬设备,行动更加灵活。
如果以后可以扩展到民用领域,可以想象,这种高大上的可穿戴设备的应用空间将会极其广阔。当然,前提是需要先解决它的规范和安全问题,要不然,满墙爬的“壁虎侠”也是很愁人的事情。
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