分子引力引入服装设计“蜘蛛侠”有望成现实

　　系列科幻电影《蜘蛛侠》男主角身怀绝技，可以像蜘蛛一样附着在墙壁上。最新科学研究发现，可以利用分子引力设计一种“蜘蛛服”，人穿上后能与“蜘蛛侠”一样，在建筑物侧壁和天花板上来去自如。

　　模仿壁虎

　　据英国《卫报》29日报道，意大利都灵理工大学教授尼古拉·普尼奥认为，可以依照壁虎在垂直墙面上爬行的原理，研制出一种具有极强黏性的服装，让人能悬挂在天花板上或在墙壁上爬行。这项研究刊登在《英国物理学杂志：凝聚态物质》上。

　　普尼奥在研究报告中说，壁虎脚趾长有密密麻麻的微细绒毛，叫刚毛。刚毛在与墙壁表面接触时，两者表面的分子距离非常接近，因而会产生微弱的分子引力(又称范德瓦尔斯力)，由于刚毛数量众多，成千上万股微小引力汇聚成强大吸力，帮助壁虎牢牢附着在墙壁上。

　　壁虎刚毛呈多层次排列，结构精细，能与不同类型、不同质地的表面保持充分接触，产生足够大的分子引力固定住壁虎身躯。因此无论在粗糙的混凝土墙壁还是光滑的玻璃窗上，都能见到壁虎身影。

　　普尼奥认为，某些碳纳米管如果排列得当，也具有类似刚毛的分子吸附作用。“蜘蛛服”的设计原理就是在衣服的手足部分安上成千上万个碳纳米管，使其具有强大黏性。

　　碳纳米管极其细小，长度仅为几十亿分之一米，但其强度却非常高，不易损坏。实际操作中可把碳纳米管织入纤维。

　　实际问题

　　普尼奥和其他研究人员表示，制作“蜘蛛服”理论上完全可行，但有几个实际问题有待解决。

　　首先是衣服能否提供足够黏力，保证人能安全附着在墙上。人的体重远大于壁虎，而且研究表明，附着面越大，单位面积提供的引力越小。因此，即使人手脚上长满刚毛，还是不能黏附在墙上。

　　好在刚毛利用分子引力的效率并不高，理论上碳纳米管能比刚毛多提供200倍黏力。

　　另一个棘手问题是如何控制黏性。要一直黏在墙上并不难，问题是如何让使用者轻松地从黏合状态中解脱出来。普尼奥说，壁虎要花很大力气才能抬起黏在墙上的四肢，而人的肌肉结构与壁虎不同，如果“蜘蛛服”设计不合理，使用者会被累垮。

　　此外，“蜘蛛服”需要一个自我清理装置。普尼奥说，刚毛防水性优良，而且“壁虎在沙子上爬行时每隔几步就清理一下脚趾”。

　　运用广泛

　　据普尼奥估计，研制“蜘蛛服”大约需要10年时间。他认为自己的研究意义重大，一旦研究成功，这套服装将有不少用途。

　　普尼奥说：“这套服装可在科学界得到有趣应用。比如，宇航员可以穿上带有吸附系统的太空服，进行各种作业。”

　　他还认为清洁工在清洗高楼大厦外墙时也可以穿上“蜘蛛服”，或是戴上有吸附系统的手套。

　　同样是受到壁虎四肢微结构的启示，英国科学家曾成功研制出一种强力胶布。研究人员还希望借鉴壁虎爬墙的原理，研制出一种会爬墙的机器人。