佐治亚理工学院 蓝色的柔性墙壁有几百微米高，模仿壁虎脚的表面产生同样的粘附力——但比动物爪子的粘附力强得多
学分:佐治亚理工学院/瓦伦堡实验室 壁虎为什么要爬摩天大楼？因为它可以；它的脚趾粘在任何东西上
几年来，工程师们已经知道了壁虎粘性的秘密，并把它模仿成可用于拾起和释放物体的条状橡胶材料，但简单的日常大规模生产至今仍遥不可及
佐治亚理工学院的研究人员在一项新的研究中开发了一种制造壁虎式粘合材料的方法，这种方法比目前的方法更具成本效益
它可以实现大规模生产，并将多功能抓持条推广到制造业和家庭
具有“壁虎粘附”表面的聚合物可用于制造用途极其广泛的抓具，即使在同一条装配线上也能抓取非常不同的物体
他们可以通过同时粘贴图片和墙壁来使图片悬挂变得容易
有壁虎附着的真空吸尘器机器人有朝一日可以爬上高楼来清洁门面
“除了特氟隆之类的东西，它能附着在任何东西上
这在制造中是一个明显的优势，因为我们不必为我们想要提升的特定表面准备抓具
这项研究的首席研究员、佐治亚理工学院的助理教授迈克尔·瓦伦堡说:“壁虎启发的粘合剂可以举起像盒子一样的扁平物体，然后转身举起像鸡蛋和蔬菜一样的弯曲物体。”
伍德拉夫机械工程学院
目前装配线上的夹具，如夹具、磁铁和吸盘，每个都能举起有限范围的物体
基于仿壁虎表面的抓取器是干燥的，不含胶水或粘性物质，可以取代许多抓取器，或者只是填补其他抓取机制留下的能力空白
拔出剃刀 粘附力来自于几百微米大小的突起，这些突起通常看起来像是在材料表面平行排列的短而松软的壁
下面解释它们是如何模仿壁虎的脚的
右上角的插图说明了壁虎粘附表面是如何通过将实验室剃刀刀片推入凝固的聚合物中制成的
剃刀刀片被拔出，留下凹痕并拉伸一些聚合物，产生柔性壁，产生壁虎粘附效应
学分:佐治亚理工学院/瓦伦堡实验室 到目前为止，通过将原料浇注到模板上，让混合物反应并凝固成柔性聚合物，然后将其从模具中取出，模制已经产生了这些中尺度的壁
但是方法不方便
“成型技术是昂贵且耗时的过程
瓦伦堡说:“让壁虎一样的物质从模板中释放出来是有问题的，这会扰乱附着表面的质量。”
研究人员的新方法是通过将成分倾倒在光滑的表面而不是模具上，让聚合物部分凝固，然后将一排排实验室刀片浸入其中，从而形成这些墙壁
这种材料在叶片周围设置得更多一点，然后被拉出，留下微米级的凹痕，由所需的壁包围
瓦伦堡和第一作者金在康于2020年4月6日在美国化学学会应用材料与界面杂志上发表了他们新方法的细节
忘记完美 虽然这种新方法比成型简单，但开发这种方法需要一年的时间，在电子显微镜下观察精密的细节时，进行浸渍、绘图和重新调整
“有许多参数需要控制:液体的粘度和温度；收回刀片的时间、速度和距离
瓦嫩伯格说:“我们需要足够的可塑性来使叶片的聚合物凝固，从而将墙壁拉伸起来，而不需要太大的刚性来将墙壁撕裂。”
最轻微的剪切张力会使壁虎附着表面夹紧，而相同张力的释放会使它们松手
除了特氟隆和其他不粘表面之外，相同的抓握表面可以拾取所有形状、尺寸和材料的物体
学分:佐治亚理工学院/瓦伦堡实验室 仿壁虎表面具有微米级的精细形貌，有时甚至达到纳米级，而通过模塑制成的表面通常最为精确
但是这样的完美是不必要的；用这种新方法制造的材料效果很好，而且非常坚固
“许多研究人员证明壁虎附着必须在干净的房间里用干净的设备完成
我们的系统在正常情况下工作正常
它坚固而简单，我认为它在工业和家庭中有很好的应用潜力，”瓦伦堡说，他研究自然界中的表面，以模仿它们在人造材料中的优势
壁虎脚绒毛 看壁虎的脚
它的脚趾上有脊状突起，这让过去的一些人认为他们的脚是被吸力粘住的，或者是被皮肤抓着的
但是电子显微镜揭示了一个更深层次的结构——铲状的刚毛状原纤维从脊上伸出几十微米长
原纤维与纳米尺度的表面接触如此彻底，以至于两侧原子之间微弱的吸引力似乎极大地增加了整体的强附着力
工程师们已经开发出一排排覆盖材料的形状来代替绒毛，以产生这种效果
一个普通的形状使一种材料的表面看起来像一片几百微米大小的蘑菇；另一个是一排排的短墙，就像这个研究中的那些
“蘑菇状图案接触到一个表面，并且它们被直接附着，但是分离需要施加力，这可能是不利的
瓦嫩伯格说:“墙状的突出物需要较小的剪切力，比如一个拖船或一个轻轻的抓钩来产生附着，但这很容易，放下物体也不复杂。”
瓦伦堡的研究小组使用绘画的方法来制作中间有U形空间的墙和中间有V形空间的墙
他们使用聚乙烯硅氧烷和聚氨酯
PVS制成的V形效果最好，但聚氨酯是工业上更好的材料，所以范嫩伯格的团队现在将努力在聚氨酯中实现V形壁虎抓握模式，以获得最佳的可能组合。
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