受壁虎启发的干胶，一种慢煮的颠覆性创新

"颠覆性"传达了一种残忍，甚至暴力，转变的感觉，不是吗?当我想到这个词时，破碎的行星、混乱的教室和倒塌的塔就会浮现在我的脑海中。但是，当然，破坏更频繁地出现在慢腾腾的版本中:例如气候变化。同样，创新也可以遵循同样的类型，有个老笑话说，他或她是十年来一夜成功的。事实证明，创新的模式更像是托马斯·爱迪生(Thomas Edison)高度规划的研发组织，而不是阿基米德(Archimedes)在浴缸里的样子。

上世纪90年代末，加州大学伯克利分校综合生物学系的一位年轻博士后对壁虎产生了兴趣，近15年来，壁虎一直是仿生学的典型代表。Kellar Autumn他现在是俄勒冈州波特兰市刘易斯和克拉克学院(Lewis and Clark College)的教授，在度假期间，他对壁虎粘在他家平房天花板上的能力产生了兴趣。他们是怎么做到的?这个问题导致全球实验室发表了数百篇期刊论文，美国联邦拨款超过3000万美元，以及100多项美国专利和专利申请。

在2000年，Autumn证明了他的度假室友是通过干的动作粘在表面上的，而不是某种湿的粘合剂或液体表面张力。后来，他在2002年证明了这一行动的意义。壁虎粘附在表面是由于分子间的微弱引力范德华力，它们用脚上的一排等级结构来做这件事。从脚趾的机械扣人心弦的边缘或薄片的脚趾到头发或刚毛在这些边缘的毛分叉的垫或小铲分叉,壁虎使得“近距离和个人”的生活方式。

我们不能坚持这个上限，因为我们不能靠得足够近（有足够的表面积）。壁虎可以。它在趾毛的狭缝端上有数百万个直径为200纳米的刮刀。事实上，每平方英寸有15到30磅的力，典型的壁虎只用一个（高度边缘化的）脚趾就能支撑自己的重量。重要的是，通过更改脚趾应用于曲面的角度，它可以随意解除自身的粘附。脚趾会从表面上剥落，就像新年的噪音制造者一样。

缓慢的发展

这种自然现象的发现本身就是一种现象首次发表在《美国国家科学院院刊》上．从那以后，从汽车零部件到外科缝合线，各种各样的应用被提出。

然而，通用胶粘剂的开发一直是一个缓慢而艰难的过程——除非与将颠覆性发明推向市场的历史缓慢进程相比。有一天，我们可能会用“双面壁虎胶带”来提醒我们这一点乔治·德·梅斯特拉尔他自己在1948年发明了第一个维可牢尼龙粘扣后，花了十年的时间来制造和销售它。

然而，一种以壁虎为灵感的万能干胶的漫长旅程最近出现了两个重要的里程碑。上个月,非营利德雷珀实验室来自马萨诸塞州剑桥市，在DARPA Z-Man项目在一个由两个大桨组成的攀爬装置中展示了他们的壁虎启发聚合物的效用。当一个体重超过200磅的人爬上一堵25英尺高的玻璃墙时，它可以支撑住他50磅的重量。在这个阶段，桨叶是用于军事用途的。最终的目标是开发一套用于城市攀登的野外装备。

另一个里程碑是Geckskin来自马萨诸塞大学阿默斯特分校的学术团队在2012年2月的一期中首次报道《高级材料》杂志的作者，最近4月．

马萨诸塞大学的跨学科团队(工程、生物学、聚合物科学)开发了壁虎皮肤，他们采取了与之前团队截然不同的方法。与其他合成壁虎材料不同，壁虎皮依靠更大的层次结构来粘住。研究小组研究了这种动物的皮肤与肌腱和骨骼的关系，发现它与脚上的纳米毛发一样重要。他们发现，动物的肌腱与皮肤融为一体。他们借鉴了壁虎的这一特征，并将其作为设计的关键特征。

软垫和硬皮为一种新的粘性材料

他们的“悬垂粘附”系统由硅酮(或聚二甲基硅氧烷，PDMS)编织到合成纤维或碳纤维肌腱中，以保持刚度和旋转自由。PDMS价格便宜、无毒、稳定，具有软垫的作用;凯夫拉纤维或碳纤维作为硬化皮肤。该团队的负责人阿尔·克罗斯比(Al Crosby)教授估计，一个16平方英寸的平板能承载700磅的重量，其材料成本约为0.25美元。

与典型的粘弹性粘接剂不同，粘接剂根据温度紧密接触，材料与表面贴合，同时在施力方向上仍保持较高的弹性刚度。与动物一样，这种组合的粘滞是可逆的和可重复使用的，因为它必须向一个方向加载才能粘滞。例如，当受到向下的力时，它会粘附，但移除该力并向上拉动会将材料从表面上释放出来。

为了使织物紧密接触，用抛光器将织物涂在表面上。发明者将其作为电子设备的悬挂装置推广，并与私人投资者和行业代表讨论其申请。

干粘合剂技术改变整个设计和制造方法的破坏力在今天看来是无限的，廉价、易用、可逆、可重复使用的重型物体干附着装置的应用潜力也是无限的。

这些里程碑使人们期待已久的通用干性可调粘合剂更贴近日常使用。如果没有我们科学界热诚的男男女女多年的研究、探索和辩论的缓慢酝酿，就不可能实现这些目标。