壁虎為什麼能飛簷走壁,為什麼壁虎能 飛簷走壁

2022-03-23 11:23:27 字數 5323 閱讀 2291

1樓:羽扇毛巾

美國科學家最近宣佈,壁虎能夠在垂直物體的光滑表面上來去自如,得益於其腳部細小的絨毛。這項新發現可能有助幹發明新粘合劑。 據報道,這項研究成果是由美國劉易斯與克拉克學院、加利福尼亞大學和斯坦福大學的科學家組成的聯合研究小組共同獲得的。

劉易斯和克拉克學院的凱勒·奧頓說,為什麼壁虎能夠在任何地方爬行和懸掛,究竟是什麼使得壁虎的腳趾具有如此強的粘性,這已成為數百年來一道難題的迷題。 曾有人猜側壁虎的腳趾上有膠水,但通過電子顯微鏡觀察,發現壁虎的腳趾生有數以百萬計的細小絨毛——剛毛。每根剛毛約有100微米長(相當於兩根人頭髮的寬度),頂部都有約1000個更細小的分支。

一根剛毛能夠支撐相當於一隻螞蟻的重量,100萬根剛毛雖然不到一枚小硬幣的面積,卻可以支撐20公斤的重量。如果壁虎同時使用全部剛毛,就能夠支撐125公斤的重量。研究生物力學的奧頓指出,壁虎腳趾的粘性正是通過這種細小的爪墊與接觸物分子的分子間作用力——範德華力實現的。

實際上,壁虎只用一個腳趾,就能夠支撐整個身體。 絕大多數腳上有粘力的動物和昆蟲往往要靠水的毛細作用獲得粘力。而壁虎、一些蜥蜴以及一種昆蟲,卻有能力在不使用水的情況下飛簷走壁。

2樓:仙女世界觀

為什麼壁虎可以飛簷走壁?

3樓:廖蒼貊春蘭

壁虎爪子上有特殊的結構,柔軟並有皺褶和纖毛,能形成凹陷以造成負壓,從而抓牢牆壁。

壁虎為什麼能飛簷走壁?

4樓:仙女世界觀

為什麼壁虎可以飛簷走壁?

5樓:c春夏學姐

有一次,我看到一隻壁虎,想抓住它,可它竟沿著牆壁飛快地爬到了天花板上,而且趴在那裡不動了。為什麼壁虎可以倒掛在天花板上不掉下來呢?

其實,壁實為什麼能夠在任何地方爬行和懸掛,它的腳趾為什麼會具有如此強的粘性,一直是科研人員重點研究的物件。在實驗中,人們發現壁虎能在垂直放置的拋光玻璃表面以每秒1米的速度快速向上攀爬,而且只靠一個腳趾就能把整個身體穩當地懸掛在牆上。曾有人猜測壁虎的腳趾可能會分泌出類似膠水的物質,但通過電子顯微鏡觀察,科學家終於揭開了壁虎擁有高超攀爬本領的祕密。

原來,壁虎的腳趾上生長著數以百萬計的細小絨毛——剛毛,每根剛毛約有100微米長,頂端都有上千個更細小的分叉,壁虎腳趾的粘性就是通過這些分叉與物體表面分子形成的分子間作用力來實現的。據計算,一根剛毛能夠承受相當於一隻螞蟻的重量,100萬根剛毛雖然排列在一起的面積還不到一枚硬幣的大小,但卻可以承受20千克力的重量,很驚人吧!

如果捉來一隻壁虎,仔細觀察壁虎的腳,我們會發現,壁虎的腳雖然有爪,但它在爬行的時候卻並不完全依靠爪子的力量來活動。我們讓壁虎趴在一塊玻璃上,這樣就可以從另一側一見端倪了。原來,壁虎的腳趾上有像地毯的絨毛一樣一層一層的結構。

這種凹凸不平的柔軟結構可以增大壁虎在粗糙牆面的摩擦力。我們可以用一個小實驗來模擬這種摩擦力的效果。

6樓:匿名使用者

多數人一定認為壁虎能貼在光滑的天花板上,靠的是四個腳掌上神奇的吸盤,其實情況並非如此。

它腳底的力量,來自宇宙中最基本的物理學原理———分子引力。

通過顯微鏡觀察壁虎的腳掌就可以知道,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,就能夠支援125公斤力。科學家說,壁虎實際上只使用一個腳,就能夠支援整個身體。

壁虎又是怎樣自如地控制腳上的吸力呢?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,這就如同人們扯下貼上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,也不需要藉助空氣負壓「吸」住物品。

7樓:學舟書勤

美國科學家最近宣佈,壁虎能夠在垂直物體的光滑表面上來去自如,得益於其腳部細小的絨毛。這項新發現可能有助幹發明新粘合劑。 據報道,這項研究成果是由美國劉易斯與克拉克學院、加利福尼亞大學和斯坦福大學的科學家組成的聯合研究小組共同獲得的。

劉易斯和克拉克學院的凱勒·奧頓說,為什麼壁虎能夠在任何地方爬行和懸掛,究竟是什麼使得壁虎的腳趾具有如此強的粘性,這已成為數百年來一道難題的迷題。 曾有人猜側壁虎的腳趾上有膠水,但通過電子顯微鏡觀察,發現壁虎的腳趾生有數以百萬計的細小絨毛——剛毛。每根剛毛約有100微米長(相當於兩根人頭髮的寬度),頂部都有約1000個更細小的分支。

一根剛毛能夠支撐相當於一隻螞蟻的重量,100萬根剛毛雖然不到一枚小硬幣的面積,卻可以支撐20公斤的重量。如果壁虎同時使用全部剛毛,就能夠支撐125公斤的重量。研究生物力學的奧頓指出,壁虎腳趾的粘性正是通過這種細小的爪墊與接觸物分子的分子間作用力——範德華力實現的。

實際上,壁虎只用一個腳趾,就能夠支撐整個身體。 絕大多數腳上有粘力的動物和昆蟲往往要靠水的毛細作用獲得粘力。而壁虎、一些蜥蜴以及一種昆蟲,卻有能力在不使用水的情況下飛簷走壁。

8樓:yiyuanyi譯元

研究發現壁虎的腳趾上具有特殊的結構—一種極細的、具有分支的硬毛即「剛毛」。壁虎正是利用腳趾上的剛毛,遊刃有餘地控制腳趾吸力大小,甚至不費吹灰之力地抬起原本在吸附狀態下的腳趾。這種神奇的絨毛使壁虎能夠攀爬自如,併成為它們特有的生存技能。

正因為如此,壁虎在面對捕食者時常常能化險為夷。

俄勒岡州立大學工程學院的亞歷克斯·格里尼副(alex greaney)教授指出:「壁虎運用這種奈米級結構和力量控制的能力簡直是不可思議的。這種運用機制不僅僅依賴剛毛的生物學功能,更依賴於壁虎腳趾的吸附角度、吸附靈活性和強大的吸附能力。

」同時他還提到,壁虎在天花板上爬行時,腳趾上的剛毛可以與基底形成成千上萬個接觸點,但它可以準確地控制整個吸附和脫附過程。在這個複雜的過程中消耗如此之小的能量是值得關注的。正是依靠這種巧妙的吸附和脫離系統,壁虎的爬行速度可以達到每秒20倍身長,同時利用剛毛提供的吸附力牢固地吸附在天花板上,而這種吸附力可達到壁虎自身重量的50倍。

為什麼壁虎能"飛簷走壁"?

9樓:

早在公元前4世紀,古希臘哲學家亞里士多德就對壁虎高明的爬行能力感到「大惑不解」。多少年來,人們對壁虎飛簷走壁的祕訣一直眾說紛紜,壁虎腳底的粘著力究竟是怎樣產生的呢?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。他們的研究成果發表在最新一期美國《國立科學研究院學報》上。

起先人們認為,壁虎能貼在光滑的天花板上,靠的是四個腳掌上神奇的吸盤,其實情況並非如此。

生活中有些現象常常令人困惑不解,例如,一種長約10釐米、背呈暗灰色的爬行綱四足小動物壁虎,能在光滑如鏡的牆面或天花板上穿梭自如,捕食蚊、蠅、蜘蛛等小蟲子而不會掉下來。多少年來,人們對壁虎飛簷走壁的祕訣一直眾說紛紜,許多人習慣地認為,壁虎能夠在直立的玻璃表面疾步如飛,甚至能貼在光滑的天花板上,靠的是四個腳掌上神奇的吸盤。與此同時,壁虎高超的攀爬能力也一直是科研人員重點研究的物件。

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。

壁虎腳底的粘著力究竟是怎樣產生的呢?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英寸的壁虎,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援125公斤力。

那什麼是分子引力呢?分子引力也叫範德瓦爾斯力,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。

但壁虎就不一樣了,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,就能夠支援125公斤力。科學家說,壁虎實際上只使用一個腳,就能夠支援整個身體。

壁虎又是怎樣自如地控制腳上的吸力呢?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,這就如同人們扯下貼上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,也不需要藉助空氣負壓「吸」住物品。

研究人員認為,模仿壁虎腳底的這種結構,有可能研製出粘合力超強的新型膠紙。它具有易於被揭下、不對物體表面造成損傷、可反覆使用等優點。

此後,美國路易斯·克拉克學院的科學家在研究中意外地發現了壁虎能夠輕而易舉附著於物體表面的另一原因:它們能自動清潔爪子絨毛上的髒物,以避免從爬行的表面脫落。

以前,科學家們也曾經猜測壁虎的腳可能有著自動清洗的功能,但它是如何保持腳的清潔及其原理卻是個未解之謎。壁虎從不清理自己的腳,而且腳部也不會自動分泌液體。路易斯-克拉克學院的凱拉·奧特姆和溫迪·漢森對壁虎的這一神奇功能進行了研究,他們發現,不管壁虎在多麼髒的物體表面行走,當它走了幾步之後,腳上的髒物就會自動脫落。

他們認為,壁虎腳在踩踏髒物之後,髒物的顆粒堆積在絨毛表面,而不是粘在絨毛上,因此在堆積到一定程度之後髒物顆粒在重力的作用下就會脫落。

在壁虎腳趾微結構的啟示下,科學家開始研製超級附著技術。

研究生物力學的奧特姆認為,這項發現對希望發明更好的粘合劑的科學家來說是一個好訊息,因為只要能夠把絨毛做得足夠小,就可能產生和壁虎剛毛一樣強大的粘合力。

由此,在壁虎腳趾微結構的啟示下,超級附著技術呼之欲出。例如,科學家正在據此開發的一種強力乾性粘合劑,這種粘合劑將使用一種與壁虎爪指上的絨毛類似的人造絨毛。

不久前,英國曼徹斯特大學的物理學家安德烈·蓋姆及其同事宣稱他們的研究取得了重大進展:他們模仿壁虎腳趾的微結構研製了一種柔韌的膠布,上面覆以上百萬根人工合成的絨毛,每根毛的長度不足2微米。根據他們的推算,一塊巴掌大的這種膠布就能將一個成年人懸吊起來。

蓋姆僅造出了1平方釐米大的壁虎膠布,為了檢驗其附著力,他把這條膠布固定在一個蜘蛛人玩偶的手上,結果,蜘蛛人穩穩當當地懸掛在了一塊玻璃板上。

壁虎膠布的意義重大,科學家希望能研製出一種會爬牆的機器人。

希望可以幫到你,望採納

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