蝾螈足垫形貌特征及黏附机制

作     者：宫岭 于海武 李蓉 王彩萍 贾红铎 王晓杰 GONG Ling;YU HaiWu;LI Rong;WANG CaiPing;JIA HongDuo;WANG XiaoJie

作者机构：中国科学院合肥物质科学研究院先进制造技术研究所常州213164 

出 版 物：《科学通报》 (Chinese Science Bulletin)

年 卷 期：2016年第61卷第23期

页      面：2587-2595页

核心收录：

学科分类：08[工学] 09[农学] 0901[农学-作物学] 0836[工学-生物工程] 090102[农学-作物遗传育种] 

基　　金：国家自然科学基金(51305425) 国家重点基础研究发展计划(2011CB302101 2011CB302106) 中国科学院青年创新促进会基金(2016387)资助 

主　　题：东方蝾螈 足垫 黏附性能 形貌特征 功能 黏附机制 

摘      要：为探讨东方蝾螈足垫的黏附特性,本文分别进行了蝾螈的黏附实验研究及其足垫的微观形貌分析.黏附实验结果显示:东方蝾螈能够黏附在超过90°的光滑干或湿的玻璃表面上,整体显示出较强的剪切抵抗能力,与蝾螈亚成体相比,蝾螈幼体表现出更强的垂直黏附效率.形貌分析结果显示:蝾螈亚成体的足垫表面存在大量的黏液腺孔,表皮细胞间存在窄裂缝,而蝾螈幼体的足垫表面黏液腺孔稀少,表皮细胞(大小约29?m)排列紧密,细胞被明显的凸起边界(宽度337±82 nm,高度180±55 nm)围绕.蝾螈亚成体和幼体的足垫表皮细胞表面均被一层尖端呈半球形的纳米柱阵列覆盖,纳米柱被小沟槽围绕.纳米柱的数量密度约为60个/?m2,其高度和宽度相当,约为160 nm,对应约1.0的高宽比.纳米压痕测试显示:蝾螈足垫表面较软,其有效弹性模量约为564.8±239.1 k Pa.基于黏附实验及形貌分析结果,文章重点讨论了足垫形貌特征与其相适应的黏附机制.本研究可为新一代仿生水下黏附材料的开发提供新颖的启发.