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【十年之后 飞檐走壁】飞檐走壁

发布时间:2019-09-13 04:13:35 影响了:

  在这曼妙的大千世界里,许多生物有着各种各样人类所没有的奇特本领,例如,几乎没有视力的蝙蝠,却能借凭超声波辨别四周的一切;乌贼在遇到敌人时,会从体囊中释放出一种黑色液体来迷惑对方,然后从容地逃生……这些奥妙无穷的现象往往让人叹为观止。于是乎,科学家们对模仿生物的特异功能产生了极大兴趣。最近有媒体透露,科学家已经发明了一种能使人们像壁虎一样“附壁爬墙”的仿生材料――碳纳米管。
  
  神奇的碳纳米管
  
  一位名叫尼古拉•普尼奥的意大利材料学家通过仔细观察和研究发现:壁虎之所以具备能在光滑表面上垂直爬行的高超技能,靠的是它们脚趾上长得满满的一种细细绒毛,这种绒毛不仅细得在显微镜下才能看得清楚,而且每根绒毛的顶端又分岔出近百根细丝,其形状就像树枝桠叉一样。当壁虎用四只脚趾爬行时,脚趾上数量巨大的绒毛就像一片浓密的森林草地,长在其上面的由角蛋白分子组成的细丝拥有一种吸附力,四只脚趾加起来超过数以百万计的细丝就足以能够产生十分强大的吸附力,帮助壁虎牢牢地黏附在光滑的表面上,甚至于只用一个脚趾就能使壁虎悬挂在玻璃板上。令人奇怪的是,只要壁虎的脚趾向前一动,其细丝神奇的吸附力就会立即消失,壁虎也就能毫不费力地挪动自己的脚步,自由地向前走动。原来,壁虎脚趾一动后,其绒毛变得又挺又直,细丝与其接触表面之间的角度发生了变化,使细丝的吸附力大大减弱,从而就能轻而易举地完成从吸住表面到迈步向前的整个过程。
  于是,尼古拉•普尼奥就想到了要制造出像壁虎绒毛一样的细丝,而新兴的纳米技术正巧帮了他的忙。大家都知道,碳是一种再普通不过的元素,无论是各种生物还是塑料、汽油等人工制品都含有碳元素。而用纳米技术加工而成的碳纳米管却与其他普通常见的细管大不相同,其原因是它的直径仅有连肉眼也无法分辨的几个纳米(十亿分之一米),比头发还要细上10万倍,蜂窝状排列的碳分子结构更使其具有比钢管还要坚固百倍的强度,而其重量仅为钢管的1/6。因此,这种又细又韧的碳纳米管不仅与壁虎绒毛十分相似,而且也具有壁虎绒毛的奇特功能。
  
  也许你也能“飞檐走壁”
  
  为了验证碳纳米管具备像壁虎一样的既能抓壁又能爬动的惊人能力,尼古拉•普尼奥设想制造一种在接触面布满碳纳米管的特殊手套和长靴,人们穿戴它们以后也能像壁虎一样轻松地“飞檐走壁”。专家们指出,这个设想并非是天方夜谭,也许几年以后人们就能生产出这种神奇的行头。毫无疑问,用碳纳米管“制造”的人类梦想有着巨大的吸引力。
  不难想象,在宇宙空间站里,当宇航员穿上这种由碳纳米管制成的宇航服时,他们就不用再为因失重只能靠用手抓住舱壁艰难地移动,也不再需要用尼龙搭扣来黏住各种物品……在茫茫的太空世界里,有了碳纳米管这种神奇的材料,不仅让人类能像在地球上那样轻松自由地从事各种活动,而且又轻又强的碳纳米管可以大大减轻装备的重量。这对于宇宙飞船等航天装备而言十分珍贵,哪怕减轻1克的重量也是意义重大。加上碳纳米管的黏性和使用寿命都要比尼龙搭扣高得多,这就不难理解用碳纳米管来替代尼龙搭扣的其中原委了。
  碳纳米管军事用途的前景也无限美好。当士兵们穿上用碳纳米管制成的一整套行头时,无论是他们面对诸如堑沟、深坑等障碍工事,还是向陡坡或高山阵地发起冲锋,这种特殊的手套和长靴都能帮助他们轻松越过,再也无须配备梯子这种又笨又重的工具;防暴警察、特种部队士兵穿戴这种特制手套和长靴,更能迅速隐蔽地翻墙入室,甚至可以在天花板上自由行走或在墙壁上做出“倒挂金钩”等高难度动作,以迅雷不及掩耳之势完成制服暴徒、解救人质等特殊使命。
  
  模仿壁虎更“自如自在”
  
  专家指出,尽管用碳纳米管制成诸如手套、长靴和蜘蛛服等行头指日可待,但是摆在科学家们面前仍有一个实际应用难题亟待解决。那就是,人造的碳纳米管毕竟不能完全等同于具有生命力的壁虎绒毛,也就是说,人造碳纳米管绒毛随着黏了撕、撕了又黏的不断循环使用,时间一长就会吸附许多脏东西,这些嵌在绒毛里微小尘埃等脏东西就会使其黏性大打折扣,久而久之诸如手套、长靴和蜘蛛服等行头的特殊功能就会丧失。然而,壁虎却有一套生来俱有的特殊“清洁”功能程序,对弄脏的绒毛应付自如。原来,每当壁虎经过一处表面潮湿的地方,细小的水珠通过绒毛的活动能把吸附在绒毛上的脏物全部带走,就像滚筒洗衣机一样完成了绒毛的自动清洗。于是乎,壁虎脚趾上的绒毛自始至终都能保持强大的黏力,这是人造碳纳米管绒毛所不具备的。
  为此,尼古拉•普尼奥表示,除了对碳纳米管绒毛采取特殊防水技术处理措施之外,还须对壁虎脚趾绒毛“自清洁”原理作进一步的深入研究和探讨。学习壁虎好榜样,他准备在最近10年内攻克这个技术难题,制造出能与壁虎功能媲美的真正具有永久黏附力的蜘蛛服。
  10年之后,你也能成为“蜘蛛侠”。你准备好了吗?

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