由於腳上存在特殊的粘附物質，壁虎、蜘蛛和甲蟲等動物可以「飛簷走壁」。仿生學研究人員希望通過模仿和控制這種生物功能，實現新技術應用。《先進材料》和《ACS應用材料與界面》雜誌近日載文稱，受到甲蟲們的啟發，德國基爾大學的研究人員成功提高了一種矽橡膠的粘附性——他們先根據甲蟲腳在微觀尺度上構建了材料表面，然後用等離子體對材料進行處理。此外，研究人員還發現，隨著結構材料彎曲程度的改變，其附著力會產生顯著變化。這一成果將對微型機器人和抓取設備的研究有所幫助。
矽橡膠等彈性合成材料具有彈性好、可循環使用和造價低廉等優點，在工業領域頗受歡迎，常用於密封、絕緣或防腐處理。然而，由於矽橡膠的表面能較低，因此它們基本沒有粘附性。這對矽橡膠材料的表面改性造成了很大困難。
功能形態學和生物力學研究人員斯坦尼斯拉夫·N·格爾博（Stanislav N. Gorb）和埃姆雷·齊茲坎（Emre Kizilkan）正著手研究如何改善矽橡膠材料的粘附性。他們仿生的對象是雄性葉甲科昆蟲的表面結構。這類甲蟲的表面看上去像蘑菇。格爾博等發現，將矽橡膠彈性體的表面修飾成蘑菇狀，然後用等離子體處理，材料的粘附性將顯著改善。除此之外，改變材料的彎曲程度，也會對其附著性產生影響。格爾博說：「動物和植物為人類的發明創造提供了不可思議的借鑑。我們試圖將甲蟲的神秘粘附特性轉移到人造材料中，以便實現材料性能的針對性控制。」格爾博等的目標是，在不使用傳統膠水的條件下，在微觀範圍內實現可逆粘附。這可能在微電子等領域催生全新的應用。
首先，齊茲坎等比較了3種有不同表面結構（非結構、柱狀、蘑菇狀）的矽橡膠彈性體的粘附性能，並研究了彎曲程度（凸狀、凹狀）對粘附性的影響。齊茲坎說：「具有蘑菇狀結構和凹狀結構的矽橡膠材料具有雙倍的粘附力。賦予矽橡膠材料這樣的表面結構，可使我們最大限度地提高其附著力。」接著，齊茲坎等研究了等離子體表面處理技術對矽橡膠表面特性的影響。通過優化參數，齊茲坎等在保證不損壞材料表面的條件下，用等離子體技術提高了矽橡膠的附著力（蘑菇狀表面，附著力增加超過90%）。
目前，在齊茲坎等的研究基礎上，研究人員已經成功製造了一種基於「壁虎原理」的膠帶。這種膠帶非常堅固，並且可以在移除時不留下任何殘留物。
編譯：雷鑫宇 審稿： 阿淼
責編：南熙