为什么壁虎能在墙上走?

壁虎墙上行走并不仅仅靠的是吸盘
虽然我们平时不会去多想，但是对于壁虎能在墙上行走，大多数人肯定还是会感到好奇的。之前我们有说壁虎之所以有这样的能力，是因为四个脚掌上的吸盘。不过真实情况似乎并非如此。
科学家通过实验发现壁虎能够在一块垂直竖立的抛光玻璃表面以每秒一米的速度向上高速攀爬，而且“只靠一个指头”就能够把整个身体稳当地悬挂在墙上。除了能在墙上竖直上下爬行外，壁虎还能够倒挂在天花板上爬行，这一绝技更令其他动物望尘莫及。
美国加利福尼亚大学伯克利分校的科学家罗伯特・福尔等人经过研究发现看上去不起眼的壁虎，居然是自然界数一数二的“应用物理大师”。它脚底的力量，竟然来自宇宙中最基本的物理学原理――分子引力。靠着这种力量，一只身长2英寸的壁虎，用它不过几平方毫米大小的脚掌，理论上能够毫不费力地提起重达40公斤的重物。
壁虎脚底一根刚毛能够提起一只蚂蚁的重量，而使用全部刚毛就能够支持125公斤力。那什么是分子引力呢？分子引力也叫范德瓦尔斯力，是中性分子彼此距离非常近时产生的一种微弱电磁引力。由于这种引力过于微弱，通常没有人加以注意。比如，当我们把手贴到墙上时，也会产生分子引力，但由于实际接触面积太小，可能只有数千个接触点，人的手掌不会被吸附到墙壁上。
可是壁虎不同，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。
那么壁虎怎么控制脚上的吸力呢？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。

壁虎在墙壁上爬行，用钩爪可以钩挂住墙上凸起的颗粒，随着前后足的交替运动可以向前爬行，白褶上的褶毛会一根根地插入墙壁的凹陷处，起到稳固作用，同时也加上尾巴的左右摆动和身体协调运动一起保持平衡。壁虎在光滑的玻璃表面爬行时，由于白褶突起，褶和褶之间形成了一个个凹陷，当壁虎在玻璃上向上爬行时，这一层层白褶被压得扁扁的，褶和玻璃之间形成厂一个个密闭小仓，里面形成了真空，可以起到吸盘的作用。而且白褶的褶毛是向斜上方生长的，容易使足带动指(趾)向上运动。另外一个重要的结构是壁虎的爪垫，它紧贴在玻璃上，因为爪垫内凹凸不平，也能起到一定的吸附作用。同时由于白褶褶毛和皮肤起到了增大摩擦力的作用，当然也有尾巴的摆动和身体的协调运动，这样就使得壁虎在光滑的玻璃表面能爬行。 我在解剖镜下观察壁虎指(趾)的结构肘，发现指(趾)背面覆盖着的鳞片生长排列很有规律，当指(趾)弯曲时，一片片的鳞片都向上翘起，鳞片之间有一些空隙。而当壁虎在墙壁―亡或玻璃板上时，指(趾)紧贴在墙壁或玻璃的表面，这时鳞片一片压着一片，其间没有什么空隙。壁虎在它爬行与不爬行时鳞片的两种不同的排列方式，从力学角度上来说起到了一个增大压力的作用。之所以这样说是因为：当壁虎不爬行时，指(趾)上的骨骼舒展开来，从而使得鳞片一个压着一个，这样每个鳞片对于它所压的鳞片便施加了一个力。根据力的原理：物体间的力可以大小不变地向一定方向传递。又由于鳞片是向前方生成的，这样力的传导方向便是向着指(趾)的尖端。然而指(趾)尖端是钩爪，这样每一个鳞片产生的力便集中到了一起，会产生一个很大的力。 由此可见，壁虎在竖直的墙壁上爬行时，钩爪钩挂住墙上凸起的颗粒，褶毛插入墙壁的凹陷处，随着前后足的交替运动向前爬行。在竖直的玻璃上爬行，白褶受到挤压形成了密闭的小仓，起到了吸盘的作用，同时爪垫也起到辅助吸附的作用。而且在任何爬行当中，鳞片都起到增大钩挂力量和加大摩擦力的作用。再与身体的运动和尾巴的摆动各方面的配合，就可以使得壁虎可以在竖直的墙壁上、玻璃上爬行来自http://zhidao.baidu.com/link?url=OvYWamKmoygJzlBnPCAcpLRJwjOk7hp3tySvbWXpgE6RHAGKbgideBP_zoT5Ufd2JUtDP5njV8agVubphRUIIK