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科学家研发廉价/可重复使用的粘合剂结构:灵感来自于苍蝇爪垫


文章作者:www.51fmtl.com 发布时间:2020-09-04 点击:1105



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这种材料的开发是由日本国立材料科学研究所的科学家们主导的,他们正在研究更可持续的替代品,以取代市场上许多无法回收的强力粘合剂。据科学家们介绍,可重复使用的粘合剂生产复杂且昂贵,因此他们试图想出更便宜、更简单的解决方案。这使他们想到了苍蝇的爪垫,它以一种高效节能的方式形成“粘合剂”结构。这些结构由长在爪垫上的像刷子一样的细茸毛和腺体组成,使昆虫能够不断地附着在物体上。通过将它们放在显微镜下,研究小组能够解开它们的一些秘密。

通过对苍蝇脚进行染色,并用荧光染料标记关键蛋白质,科学家们观察到了这些茸毛在果蝇蛹中形成的自然过程。这包括两个步骤,其中关键的茸毛形成细胞和蛋白质在伸长细胞的顶端堆积,并在顶部形成角质层沉积物以巩固结构。

科学家们在室温下成功复制了这一过程,利用拉伸的尼龙纤维形成了一个不规则的粘合剂结构,尖端是凝胶材料。这种工艺不仅节能、成本低,而且在早期的测试中,这种材料还展示了一些令人印象深刻的能力。

单根纤维的强度足以支撑重量为52.8克的硅晶片。由此推断,该团队表示,一束756根纤维组成的材料的横截面积为9平方厘米,就足以支撑一个体重60公斤的人。

随着进一步的工作,该团队认为其廉价、可重复使用的粘合剂材料有几种应用可能,首先是机器人世界。它可以被纳入工业机器人的设计中,用于反复处理物体,为它们提供更坚实的抓地力。科学家提供的另一个例子是将这种材料加工到户外机器人的腿上,使它们能够缩放垂直表面。

该研究发表在《通讯生物学》杂志上。

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