亲，想不想秒变蜘蛛侠？
2018/6/22 21:47:09 中科院理化所
前一阵上映的《复仇者联盟3》中，蜘蛛侠正式加入复联。他解救了奇异博士，表现抢眼，在和灭霸对抗中，带着螳螂妹飞来飞去也是非常的带感。那我们聊聊，我们是不是也可以变成蜘蛛侠呢？
我们先来想想，蜘蛛侠有很多本事，那他最重要的本领是什么呢？是吐丝么？嗖，嗖，嗖……
还是在高楼间飞来飞去？哗，哗，哗……
不过，小编认为，蜘蛛侠最厉害的，可能是这个本事——飞檐走壁。你想啊，你再怎么晃，怎么飞，总得落脚吧，这时候万一不能稳稳地贴到墙上……是吧。所以说，飞檐走壁才是蜘蛛侠的基本功。你想变成蜘蛛侠，首先得考虑一下这个本领。
那么，这个本领如何炼成呢？我们到大自然中寻找答案。想想地上爬的、河里游的，哪些生物拥有这个本领可以让我们借鉴一下呢？
我们想到了下面四个家伙：壁虎、贻贝、树蛙和章鱼，来看看他们是怎么贴在墙上、岩石上等等的吧。
壁虎、贻贝、树蛙和章鱼的照片
(图片来源：a) S. N. Patek. Science 2014,345, 1448. b) Ditsche, P., Summers, A. P.. Beilstein J.Nanotechnol. 2016, 26, 3496. c) Iturri, J., del Campo,A., et al. Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 1499. d) http://www.sciencemag.org/news/2015/08/octopus-genome-surprises-and-teases)
壁虎：通过足部的分级结构刚毛产生的范德华力飞檐走壁，能在干燥环境下粘附在墙上；
树蛙：通过具有微纳结构的脚垫和自身分泌的粘液，在树干上形成毛细液桥，实现潮湿环境下的粘附；
贻贝：通过丝状足分泌的粘液粘附在岩石上；
章鱼：通过触手上的吸盘产生的负压抓捕猎物和在礁石上攀爬。
看到了吧，知识点是：粘液、(脚上或触手)吸盘。也就是说，我们只要解决了这两项，也就能拥有“飞檐走壁”这个本领了。
其实，科学家们早就关注到了这个领域，而且，已经研究出了仿生吸盘了。最近，中科院理化技术研究所仿生智能界面科学实验室王树涛研究员团队就提出了一种用来制备微米吸盘结构的办法。
结合气液固三相线调节和电化学聚合，在超疏水硅片阵列上沉积具有可控生长方向的仿生吸盘。
上图就是科研人员用这个方法制备的仿生吸盘。这个吸盘建立在微柱顶部，带电的铂片在微柱上方。通过调控铂片和微柱阵列模板之间的距离，微柱顶部仿生吸盘的生长方向从朝上(+26 ± 5°)变到朝下(-32 ± 7°)。并且仿生吸盘距离微柱顶部的距离，也可以随着固体、液体和气体这三种不同的电流接入不同，而发生改变。
科研人员还系统地研究了影响仿生吸盘生长的因素，比如电聚合时间、电聚合电流的大小、微柱的形状和大小、导电聚合物的种类。
仿生吸盘能够像机械吸盘手一样用于转移水滴。通过调节聚合时间，得到不同大小的仿生吸盘，每个仿生吸盘和水滴之间会形成毛细液桥，进而可以调控对水滴的粘附力，实现液滴的有效转移。
利用这种方法制备得到的仿生吸盘，可以和滴液形成毛细液桥，通过调节仿生吸盘的大小，可以改变对粘液的粘附力，进而用于粘液的有效转移。简单来说，就是用这个办法，我们可以制造出在墙上、水里、甚至空气中都能够随意“飞檐走壁”的吸盘。
壁虎启发的聚酰胺粘附胶带、章鱼启发的微型吸盘阵列化的智能医疗皮肤、用于伤口治疗的纳米吸盘胶带和通过毛细液桥作用的爬墙机器人
(图片来源a) Geim, A. K., Shapoval, S. Y., et al. Nat. Mater. 2003, 2, 461. b) Choi, M.K., Park, O. K., et al. Adv. Healthc.Mater. 2016, 5, 80. c) Chen, Y. C., Yang, H., et al. ACS Nano. 2017，11, 5332. d) Suzuki,K., Miura, H., et al. J. Adv. Mech. Des. Syst. 2010, 4, 383.)
你看，制备出的聚酰胺粘附胶带，就可以让你跟蜘蛛侠一样贴在墙上了，而爬墙机器人也能制造出来了。不止这些，在医学上，这种方法也是大有用处，比如受章鱼吸盘的启发，科学家研制了具有粘附给药治疗功能的智能皮肤胶带，以及用于伤口治疗的纳米吸盘胶带。这些，都是我们向大自然学习的成果。
好了，现在你知道怎么拥有蜘蛛侠这种“飞檐走壁”的本领了吧，那就是多关注仿生吸盘的最新成果，说不定，科学家很快就能制造出穿上就能爬墙的蜘蛛侠套装呢？值得期待哈~~
来源：中国科学院理化技术研究所
首发：中科院之声
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