壁虎为什么能够爬在墙上而不掉下来
多数人一定认为壁虎能贴在光滑的天花板上,靠的是四个脚掌上神奇的吸盘,其实情况并非如此。
它脚底的力量,来自宇宙中最基本的物理学原理———分子引力。
通过显微镜观察壁虎的脚掌就可以知道,它的每只脚底部长着数百万根极细的刚毛,而每根刚毛末端又有约400根至1000根更细的分支。这种精细结构使得刚毛与物体表面分子间的距离非常近,从而产生分子引力。虽然每根刚毛产生的力量微不足道,但累积起来就很可观。根据计算,一根刚毛能够提起一只蚂蚁的重量,而100万根刚毛虽然占地不到一个小硬币的面积,但可以提起20公斤力的重量。如果壁虎同时使用全部刚毛,就能够支持125公斤力。科学家说,壁虎实际上只使用一个脚,就能够支持整个身体。
壁虎又是怎样自如地控制脚上的吸力呢?科学家用显微摄像机录下壁虎在玻璃上爬动的情况,发现当壁虎试图移动脚掌时,需要付出比吸住附着物时高600倍的力量,并将脚趾伸展到30度以上才能达到目的,这就如同人们扯下粘贴的胶带时所做的一样。而且,即使在真空环境下,它脚上的粘着力也不会失灵,这说明壁虎不必分泌任何物质以维持附着力,也不需要借助空气负压“吸”住物品。
这是壁虎利用分子的电磁引力,克服了地心引力而具有一种天生的“特异功能”。
研究发现,在壁虎爪指的顶端,长有数百万根绒毛般的细纤维,这些极细的纤维又以数千根为一组,呈刮刀状排列。在高倍显微镜下观察,这些刮刀就像是长在绒毛顶端的花椰菜,具有很强的黏附力。试验证明:100万根细纤维(其断面直径如一枚硬币)所具有的黏附力,约可托起一个20公斤重的小孩。为什么会有这样大的黏附力呢?科学家认为,这只能从物理学中的弱力理论得到解释。
根据弱力理论,分子间具有一种电磁引力,弱力可使分子与其接触的任何物体相互吸引。分子间这种电磁引力,只有在分子(细纤维)距离物体表面很近时,才起作用;二者的距离越近,引力也越大。但是,仅此还不能完全解释为什么引力会如此之大。科学家们解释说,是不平衡的电荷互相吸引家产生的分子间的作用力,导致了强大的黏附力。
因为壁虎的爪子可以分泌去黏黏的物质,使其粘在墙上不掉下来