壁虎——張云雷
作者:張云雷
壁虎能夠在墻面、天花板上快速爬動而不脫落,其腳趾表面微結(jié)構(gòu)與機械形變起到了不可或缺的作用。壁虎通過腳趾動態(tài)變形來調(diào)控表面微結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的黏附力(圖a)。
基于此,研究人員設(shè)計了仿壁虎腳趾的曲率誘導(dǎo)的自剝離可逆黏附器件。該器件由壁虎腳結(jié)構(gòu)化聚二甲基硅氧烷PDMS、刺激響應(yīng)形變水凝膠與表面涂層組成(圖b)。在外界熱刺激下,器件能夠產(chǎn)生由一個不對稱收縮導(dǎo)致的彎曲變形,實現(xiàn)與壁虎腳類似的剝離機制,從而產(chǎn)生可調(diào)控的黏附力。表面的涂層則提供了其水下黏附的能力(圖c)。
圖d為機理圖。圖e為器件的光鏡照片,標尺:500μm。圖f-h為器件的電鏡照片(圖f為器件整體電鏡圖片,標尺:500 μm;圖g為壁虎腳結(jié)構(gòu)化表面截面,標尺:100 μm;圖h為壁虎腳結(jié)構(gòu)化表面正面,標尺:200 μm)。

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