壁虎爬走(壁虎爬上了空间站)

你没听错,不过这并不是一只活的壁虎,而是人类通过学习壁虎的本领而制造的机械手,可以在零重力环境下随心所欲的爬行和拿东西!可能读者会问,这有什么难呢?

壁虎爬走(壁虎爬上了空间站)(1)

实际上这确实很难,牛顿他老人家说过,作用力和反作用力是相等的,在地球上这不会带来什么问题,因为地球上有重力,也就有摩擦力,完美的抵消或扮演了我们走路或拿东西时的反作用力。然而在外太空的轨道上,问题来了:航天器和宇航员基本上处于零重力状态,也就没有足够的摩擦力,当我们稍微轻推另一物体时,反作用力会立即把我们弹开,弄不好还给弹走了!这也是太空行走时宇航员一般都系着安全绳的原因。

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宇航员太空行走

诸位也许已经想到了,要解决这个问题,最好是有个能粘在物体上的吸盘,吸力是不受重力影响的!于是科学家想到了这方面的大师——壁虎。我想绝大多数人都见过壁虎飞檐走壁的场面(现在城市里的小孩可能没见过,悲哀~),已经见怪不怪了,实际上壁虎为什么能无视重力,甚至在光滑的表面爬行呢?两千多年前那位亚里士多德同学就曾提出过这个问题,但答案直到20世纪末才真正揭晓。

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壁虎在玻璃上爬行

壁虎的独门绝技靠的是范德瓦尔斯力。什么?听起来好像很熟悉?没错,初中物理学过的!又称为分子间作用力,它是怎么来的咱就不聊了,只需要知道这是一种极性分子之间的电性作用力。壁虎正是利用范德瓦尔斯力的专家,它的每只脚掌上有大约50万个由角蛋白构成的小突起,比人的头发丝儿还要细得多,而每个小突起上又有几百个更加细小的微突起,使得壁虎的脚掌可以和平面上的微小起伏完美贴合,形成了巨大的接触面积,叠加后的范德瓦尔斯力变得非常可观,给了壁虎藐视地球引力的资本。

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壁虎的脚掌

NASA和斯坦福大学联合研制了模仿壁虎的仿生学抓取器,它的吸盘可以在零重力下抓取具有磨光平面的物体,经过多年的改进,对光滑平面的粘附压力可达35~40千帕,总抓取力高达14磅(6.35公斤),这对于太空行走、空间站操作和维修具有重大的意义,甚至具有捕获卫星的能力。

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NASA和斯坦福大学研制的抓取器

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空间站上的“壁虎”

相信在不久的将来,我们就可以在空间站和其它航天器上看到活蹦乱跳的”壁虎“了。这个古老的物种竟然能够充分的利用分子间的作用力,在物理学方面的造诣让人马君都感到汗颜!它能为人类的太空探索作出如此重要的贡献,算得上是爬行动物界的荣耀了!

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