[圖]科學家深入研究蜘蛛腳毛粘性可開發出更強力、可逆的粘合劑

蜘蛛為何能夠在很多不同類型的表面筆直前進或者後退？這個問題的答案可以為創造強大的、可逆的、生物啟發的粘合劑開闢新的機遇。在過去的幾十年裡，科學家們一直致力於更加深入地了解蜘蛛腳。近日發表在《Frontiers in Mechanical Engineering》的一項新研究中，想要形成類似於大型遊盪蜘蛛 Cupiennius Salei 那樣毛髮狀結構帶有粘性的腳，比此前認為的更具多樣性。

粘性毛髮（”剛毛”）的顯微結構的SEM圖像。(A) 側視圖顯示長達1.8毫米的毛軸（未顯示全長）和覆蓋有 “微毛”（毛髮上的微小毛髮狀結構）的尖端區域。(B)俯視圖，顯示前體下側的 “scopula墊”（一束密集的毛髮）。覆蓋在毛髮頂端區域的是鏟狀的微毛，在行走時粘在基質上。(C) 匙狀微毛的高倍放大圖像。資料來源：B Poerschke, SN Gorb and F Schaber

該研究的小組負責人、來自德國基爾大學的 Clemens Schaber 博士說：“當我們開始實驗時，我們預計會發現一個特定的最佳粘附角度，以及所有單個附着毛的類似粘附特性。但令人驚訝的是，各個毛髮之間的粘附力大不相同，例如，一種毛髮在與基底呈低角度時粘附效果最好，而另一種則在接近垂直時表現最好”。

這種蜘蛛的腳是由接近2400根細小的毛髮或 “剛毛”（百分之一毫米厚）組成的。Schaber和他的同事Bastian Poerschke和Stanislav Gorb收集了這些毛髮的樣本，然後測量了它們在一系列粗糙和光滑表面上的粘附程度，包括玻璃。他們還觀察了這些毛髮在不同接觸角度下的表現。