蜘蛛侠是如何徒手爬上高楼的?能给个专业的解释吗?

我也不是这个领域的,但是我发现了一些可能有用的东西。我希望它能被采纳。谢谢你。

科学家通过实验发现,壁虎可以在垂直竖立的抛光玻璃表面上以每秒一米的速度高速向上攀爬,只用一根手指就能把整个身体稳定地挂在墙上。壁虎除了能在墙上垂直爬行,还能在天花板上倒立爬行,这是其他动物无法企及的。

壁虎脚底的粘连是怎么来的?美国加州大学伯克利分校的科学家罗伯特·福尔(Robert Foer)等人发现,看似不起眼的壁虎其实是自然界最优秀的“应用物理学大师”之一。它鞋底的强度其实来自于宇宙中最基本的物理原理——分子引力。凭借这种力量,一只2英寸长的壁虎理论上可以用它仅有几平方毫米大小的脚掌毫不费力地举起40公斤重的重物!

壁虎脚底的一根刚毛可以举起一只蚂蚁的重量,而使用所有刚毛可以支撑125 kg的力。

那么什么是分子引力呢?分子引力,也叫范德华力,是中性分子相互靠得很近时产生的一种微弱的电磁引力。因为这种引力太弱,一般没人注意。比如我们把手放在墙上,也会产生分子引力,但由于实际接触面积太小,接触点可能只有几千个,人的手掌不会吸附在墙上。

但是壁虎不一样。它的每只脚掌上都有数百万根极细的刚毛,每根刚毛末端大约有400到1000根更细的分支。这种精细的结构使得物体表面的刷毛与分子之间的距离非常近,从而产生分子引力。虽然每根刷毛产生的力可以忽略不计,但累积起来就相当可观了。根据计算,一根猪鬃可以举起一只蚂蚁的重量,而654.38+0万根猪鬃可以举起20公斤的重量,虽然它们所占的面积还不到一枚小硬币的面积。如果壁虎同时使用所有刷毛,可以支撑125 kg的力。科学家说,壁虎实际上只用一只脚就能支撑全身。

壁虎可以在任何肮脏的表面上行走。它的脚不会自动分泌液体,但有自动清洁的功能。

壁虎如何自如地控制脚上的吸力?科学家用显微镜摄像头记录了壁虎在玻璃上爬行的过程,发现当壁虎试图移动它的脚时,它需要付出比吮吸附着物时多600倍的力,并将脚趾拉伸到30度以上才能达到目的,就像人在撕下胶带时一样。而且即使在真空环境下,它脚上的附着力也不会失效,这说明壁虎不需要分泌任何物质来维持附着力,也不需要借助负气压来“吸”物体。

研究人员认为,通过模仿壁虎脚底的这种结构,有可能开发出一种新型粘合力强的胶带。它具有易于拆除、不损伤物体表面、可重复使用的优点。

此后,美国刘易斯-克拉克学院的科学家们意外地发现了壁虎能够轻易附着在物体表面的另一个原因:它们能够自动清理爪子绒毛上的污垢,以避免从爬行表面脱落。

过去科学家也推测壁虎的脚可能具有自动清洁的功能,但它如何保持脚的清洁及其原理是一个未解之谜。壁虎从来不洗脚,脚也不会自动分泌液体。刘易斯-克拉克学院的凯拉·奥秋和温迪·汉森研究了壁虎的这一神奇功能。他们发现,无论壁虎在物体表面走得多脏,当它走几步,脚上的污垢就会自动脱落。他们认为壁虎脚踩踏污垢后,污垢颗粒堆积在绒毛表面,而不是粘在上面,所以污垢颗粒堆积到一定程度后会在重力的作用下脱落。

受壁虎脚趾微观结构的启发,科学家们开始开发超级附着技术。

研究生物力学的Autumn认为,这一发现对于想发明更好的粘合剂的科学家来说是个好消息,因为只要能将绒毛做得足够小,就有可能产生像壁虎鬃毛一样强的粘合力。

因此,受壁虎脚趾微观结构的启发,超级附着技术应运而生。例如,科学家正在以此为基础开发一种强干粘合剂,这种粘合剂将使用一种类似于壁虎爪子手指上的人造绒毛。

不久前,英国曼彻斯特大学的物理学家安德烈·格姆(Andre Geum)和他的同事们声称,他们的研究取得了重大进展:他们开发出了一种模仿壁虎脚趾微观结构的柔性胶带,上面覆盖着超过一百万根合成毛发,每根毛发的长度不到2微米。根据他们的计算,一块手掌大小的这种胶带可以吊起一个成年人。Gaim只做了1平方厘米的壁虎胶带。为了测试它的附着力,他把胶带固定在一个蜘蛛侠玩偶的手上。结果蜘蛛侠被牢牢地挂在玻璃板上。

壁虎胶带意义重大,科学家希望研发出一种可以爬墙的机器人。

美国刘易斯-克拉克学院的凯拉·秋也成功研制出一种新型粘合剂。那么,壁虎胶带的意义是什么呢?“任何你能想到的公司。”秋天说。从世界上最耐用的不干胶笔记,更安全的轮胎到更牢固粘附的“创可贴”,都是需要的。最近,autumn还在与麦吉尔大学步行机器人技术实验室主任马丁·比勒(Martin Biller)和加州大学伯克利分校多踏板实验室主任罗伯特·福尔(Robert Foer)(专门研究运动中动物的特性、动能和动力学)合作,开发一种可以爬墙的机器人。Autumn说:“我的梦想是见证一群这样的机器人在火星表面着陆。”摘自新浪