爬山虎的腳

梁潤寧

不要瞧不起那些灰色的腳,那些腳巴在墻上相當(dāng)牢固,要是你的手指不費(fèi)一點(diǎn)兒勁,休想拉下爬山虎的一根莖。

——《爬山虎的腳》

“爬山虎的腳”長在莖上。莖上長葉柄的地方,反面伸出枝狀的六七根細(xì)絲,每根細(xì)絲像蝸牛的觸角。細(xì)絲跟新葉子一樣,也是嫩紅的。這是葉圣陶先生筆下的爬山虎的“腳”,當(dāng)然也應(yīng)該是大部分人眼中的爬山虎的“腳”。那么,在科學(xué)家眼里,爬山虎的“腳”會(huì)有什么不同嗎?

用科學(xué)術(shù)語來稱呼的話,爬山虎的“腳”應(yīng)該叫做“吸盤”?？茖W(xué)家曾借助掃描電子顯微鏡,不僅觀察了嫩的、新生的濕吸盤,也觀察了老的、成熟的干吸盤。令人驚訝的是,在嫩的濕吸盤內(nèi),可以看到細(xì)胞就像氣球似的,一個(gè)挨一個(gè),組成蜂窩狀的結(jié)構(gòu),這些空隙被稱之為“微孔”。在老的干吸盤內(nèi),微孔之間還有微管,內(nèi)壁非常光滑,它們?nèi)缤鹌す芤粯?把微孔相互連接起來。“這種連接,就好像大城市里復(fù)雜交錯(cuò)的高速公路網(wǎng),某些地方微管的延伸,就好像高速公路向左、向右、向前延伸一樣。”科學(xué)家解釋說,從結(jié)構(gòu)力學(xué)的觀點(diǎn)看,正是這種蜂窩狀的結(jié)構(gòu),加強(qiáng)了爬山虎“腳”的黏附強(qiáng)度。

在生長過程中,爬山虎的吸盤還會(huì)分泌黏液,這些黏液積聚在微孔內(nèi),并通過微管分流和運(yùn)送。這些黏液里面含有多種化學(xué)成分,大部分成分屬于植物激素,對爬山虎的生長發(fā)育起到很重要的作用。不僅如此,通過微量化學(xué)分析,科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)植物激素屬于弱酸性物質(zhì),這種物質(zhì)與表面接觸后,發(fā)生了一種緩慢的化學(xué)反應(yīng),并形成新的物質(zhì)。這種物質(zhì)又增強(qiáng)了腳與接觸面的黏附力。除此之外,還有一些成分屬于糖類,這些糖類也具有一定黏性。

此外,吸盤內(nèi)還有氮?dú)夂脱鯕?隨著生長和發(fā)育,氮?dú)獗还夂献饔孟牡?而氧氣被某些分泌物發(fā)生的氧化反應(yīng)消耗掉,當(dāng)所有氣體被消耗掉后,結(jié)果導(dǎo)致吸盤里形成負(fù)壓,從而進(jìn)一步加強(qiáng)了“腳”與接觸面的黏附強(qiáng)度。

科學(xué)家說:“未來完全有可能模擬爬山虎吸盤的特性,設(shè)計(jì)出一些優(yōu)異的黏合性仿生材料?！辈⒋致怨烙?jì)由吸盤材料仿生制作而成的手掌,一根手指尖(表面積大約為1平方厘米)吸附在襯底上就能承受114千克的人體重量。而這種仿生材料鑄成的單個(gè)手掌完全吸附在襯底上時(shí)大約能夠承受一頭重達(dá)22.9噸的抹香鯨。當(dāng)然,要想讓這些設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),還有待于進(jìn)一步的研究和開發(fā)。