揭秘自然界中的“蜘蛛人”——攀爬专家壁虎
在这个特写画面中可看见大守宫复杂的脚趾构造。 Photograph by Keller Autumn
东南亚原生的大守宫，其优异的攀爬能力相当有名。 Photo by Keller Autumn
（蜘蛛网报道）据国家地理（撰文：Stefan Sirucek 编译：向淑容）：自然界中充满了攀爬专家，但是大概没有一种动物比壁虎更令人惊叹了。
这种小小的爬虫类当中有许多都是因为具有黏着力的脚趾而为人所熟知，黏黏的脚趾能让它们像蜘蛛人一样爬上垂直的墙面、倒挂在天花板上，并且牢牢地抓住像玻璃那样平滑的表面。
壁虎的优异黏着力实在太惊人，科学家十几年来都在努力复制这个机能，满足人类日常事务用途，例如胶带与胶水。
现在，一份发表于8月12日《应用物理学期刊》（Journal of Applied Physics）的新研究论文揭露了壁虎控制黏着度的部分复杂机制。
科学家利用模型来展示出大守宫（一个东南亚的原生种）能够变换脚趾上的毛发角度，使其黏性减弱。
大自然的几何学
其他动物利用分泌物或爪子等工具来黏附在表面上，壁虎则是使用一种错综复杂的系统，叫作「干式黏着」。
这种系统的形成是靠着一种称为「凡得瓦力」的现象。原子中的电子产生一个磁场并刺激及吸引另一个邻近原子中的电子时，就会出现这种现象。
「凡得瓦力是所有原子间力当中最微弱的一种，」研究报告共同撰文者P. Alex Greany说。他是美国俄勒冈州立大学机械工程学教授。 「壁虎能运用这种实在很弱的力量，真的很令人吃惊。」
它们透过善用脚趾构造来达成此举，壁虎的脚趾上有数百万根细微的纤毛，这些纤毛末端分岔成有数十亿个极微小的接触点，称为「匙突」。
Greany表示，匙突令壁虎与表面接触的面积最大化，将它们的体重分散开来，让它们和表面之间的吸引力呈指数性增长。
黏与不黏的秘诀
然而壁虎跨步的时候，要如何跟表面分离呢？ Greany和他的团队发现，关键就在壁虎脚趾上那些细微毛发的斜角。
这些科学家利用一个数学模型计算出壁虎可以直接改变纤毛的角度，轻易地让自己和表面分离。
此外Greany还说，纤毛不只是有角度而已，而且还是卷的——这让壁虎得以储存大量的精力，并且非常迅速地改变角度。
实际上，卷曲的纤毛就像是个「装了弹簧的分离装置，」美国俄勒冈州路易斯－克拉克学院生物力学教授Kellar Autumn说。他并未参与这次的研究。
Autumn的团队在2002年证实了壁虎会运用凡得瓦力，他也说这次的新发现就该理论与壁虎所使用的黏着方式而言，是一大进展。
「最让人赞叹的是这个系统在平衡与协调上的细致程度，」Greany补充道。 「我们对它有某种程度的认识，而随着对它的了解愈来愈深入，我们也发现其中牵涉了非常精密的相互作用。」
Greany表示，壁虎纤毛的斜角和弹性结合起来，就是改变黏着度的关键。
壁虎科技
这项新研究将帮助科学家开发机械夹爪或机器人脚板专用的可重复使用黏着剂——Greany说，这样就能做出会爬墙或抓握物品的机器人了。
Autumn也同意，由壁虎启发的技术可以应用在从先进科技（例如适用于极端环境或灾区的机器人）到日常生活（像是组装未来的行动电话）等领域。
既然壁虎科技的未来大有可为，或许也该来赞扬真正的立功者了。
「奈米黏着结构是截然不同的黏着方式，」Autumn说，「我认为要不是壁虎先这么做的话，工程师也不会发明它。」
