阿姆斯特丹大学 一只壁虎脚和一卷壁虎带
荣誉:比约恩·克里斯蒂安·特里森 为了解决实际问题，有时我们所要做的就是研究自然
一个经常被引用的例子是壁虎，一种小动物，以其脚惊人的粘附力而闻名，这使得它可以在墙上甚至天花板上行走
这种现象导致了壁虎胶带，一种强粘性的自制胶带
它的名字暗示了胶带和壁虎粘在一起的方式相似，但背后的物理原理真的是一样的吗？ 对壁虎来说，它的粘性是由脚上的小柱子引起的
这些脚里的分子和壁虎行走的表面之间的电力——所谓的范德华力——使得壁虎几乎可以附着在任何表面上
在过去的20年里，人们进行了大量的研究来创造这个系统的合成版本——看起来很成功:人们现在可以买到壁虎胶带，一种双面胶带，它的名字表明它使用与壁虎脚相同的原理
壁虎胶带:近距离观察 但事实真的是这样吗？弗吉尼亚大学的研究人员汉斯·泰尔维斯夏-德克尔、马里恩·格泽尔卡、西蒙·莱皮奈和丹尼尔·波恩决定研究壁虎样的壁虎胶带是如何工作的
首先，他们用显微镜研究了胶带的表面，确实看到了小柱子，类似于壁虎脚上的那些
接下来，他们测量了壁虎胶带和玻璃之间的粘附能量
很明显，壁虎胶带确实比玻璃上的普通双面胶带更粘
但是壁虎胶带物理也和壁虎脚一样吗？在研究人员移除壁虎胶带表面的柱子后，有一个惊喜:胶带仍然显示出相同的粘附量
似乎发生了一些与壁虎无关的事情
为了弄清楚发生了什么，研究人员在实验过程中研究了胶带和玻璃之间的接触表面——也就是说:两种材料真正接触的微观表面的数量
结果发现，不管有没有柱子，壁虎胶带和玻璃之间的接触面都比普通双面胶带大得多
在“真正接触”的单位面积上，两种胶带的粘性大致相同
软胶带 结论:壁虎胶带上的支柱对其粘合强度不起作用
这与壁虎本身形成鲜明对比，壁虎主要利用柱子的表面结构
尽管壁虎胶带与真正的壁虎有相似之处，但它的工作方式与普通胶带相同:粘附是由胶水引起的，而不是由范德华力引起的
那为什么壁虎胶带的效果会好那么多？事实证明，正是胶带的柔软性使其接触面比普通胶带大，从而使其更粘
这与壁虎的做法是一致的:使用柱状结构，动物也能最大化接触面——尽管它使用非常不同的物理原理来实现这一点
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