受魚類啟發:科學家研製出了性能更加優異的仿生吸盤
受魚類啟發,華盛頓大學的科學家們,發明了一種可在粗糙表面上牢牢吸附的吸盤。早在四年前,就有媒體報導過北喉盤魚(Northern Clingfish)抱住物體的神奇能力。基於這方面的知識,研究人員開發出了遠勝於魚類本身的強力吸盤。
吸盤可粘附在鯨魚皮上,並懸掛11磅的石頭(圖自:華盛頓大學)
據悉,北喉盤魚的底部有兩個鰭片的盤狀組合,能夠用於非常牢固地粘附在岩石等水下粗糙的物體表面。
在Petra Ditsche 博士和Adam Summers 教授的帶領下,華盛頓大學的研究人員發現,秘密就在該圓盤的邊緣—— 那裡覆蓋著一層細小且大小不同的類似頭髮的結構。
喉盤魚生物吸盤結構特寫(圖自:華盛頓大學,via New Atlas)
這種佈置可在輪輞上產生摩擦,使其粘附在粗糙、潮濕或粘稠的表面上。此外,圓盤的柔韌性和彈性,又使之能夠適應不平坦的表面,有助於保持緊密的接觸。
結果是,北喉盤魚能夠達成230 倍於自身體重的吸附支撐力,並且能夠隨時鬆開並遊走。在鯨魚追踪標籤、船體清潔機器人、外科手術設備、甚至淋浴房等應用中,這種堅韌的特性都是相當理想的。
原型示例(來自:Petra Ditsche)
為此,倆人開始著手嘗試利用微結構化的人造材料,來複製粘魚盤的項目。現在,他們已經成功地借助利用多種材料,製成了堅固、足以保持張力、同時兼顧柔軟和靈活性,以適應粗糙表面的人造粘魚盤。
在實驗室測試中,他們將杯子粘在不同的表面上,然後使用機器來拉動杯子,直到這種仿生吸盤失效。結果表明,該裝置的最佳版本,擁有遠勝於北喉盤魚的吸盤性能。
下一步,在確定了該技術如何受溫度和日曬等因素的影響之後,科學家們將努力以最快的速度將這項技術商業化。
有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《皇家學會B 刊》(Philosophical Transactions of the Royal Society B)上。