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典型腹足生物的黏附机理及吸盘仿生设计

生物黏附是自然界中一种典型的运动模式,其中又以腹足生物的黏附爬行运动最为特殊，其利用一整块柔软的腹足和腹足分泌的黏液在各种表面上黏附爬行。蜗牛和鲍鱼作为典型的陆生和水生腹足生物，其黏附机理既有相通之处，又存在一定的区别。通过对蜗牛与鲍鱼腹足的行为、结构形貌以及黏液的性能、微观结构进行研究和观察，发现蜗牛和鲍鱼和其他腹足生物一样其黏附都来源于腹足结构及黏液的耦合作用，黏附力主要来源于包括腹足与黏附表面间的真空负压作用所带来的压力以及腹足和黏液所产生的液桥力，并且黏液在黏附过程中还起到密封的作用，但在将蜗牛和鲍鱼从黏附表面拉脱时，这两种生物会表现出两种不同的行为，鲍鱼会将腹足变硬以维持黏附面积，而蜗牛会使腹足保持柔软，并随外力的作用在黏附区域中间部位产生变形形成负压空腔帮助黏附。深入研究蜗牛和鲍鱼的黏附机理，对完善生物黏附理论具有重要的科学意义，同时也为研发新型吸附装置提供了新的思路与灵感。