科学家研制蜘蛛侠衣 穿后可在墙上爬行（来源：中国新闻网）

据新华社电 电影《蜘蛛侠》男主角身怀绝技，可以像蜘蛛一样附着在墙壁上。最新科学研究发现，可以利用分子引力设计一种“蜘蛛服”，人穿上后能与“蜘蛛侠”一样，在建筑物侧壁和天花板上来去自如。这项发表于2007年的早期构想，基于意大利都灵理工大学教授尼古拉·普尼奥对壁虎刚毛的仿生学分析，提出利用碳纳米管阵列产生足够强的范德华力，从而实现人体在垂直表面的黏附。然而，受限于材料科学和制造工艺，当时该设想尚未能完全实现。

模仿壁虎的刚毛结构

据英国《卫报》29日报道，普尼奥教授的研究刊登在《英国物理学杂志：凝聚态物质》上。他在报告中说，壁虎脚趾长有密密麻麻的微细绒毛，即刚毛。这些刚毛呈多层次排列，末端呈铲状，能与不同质地的表面形成充分接触，从而产生巨大的分子间作用力（范德华力）。无论粗糙的混凝土还是光滑的玻璃，壁虎都能稳定附着。普尼奥认为，碳纳米管如果按特定方向排列，能模拟刚毛的分级结构，提供类似甚至更强的吸附能力。“蜘蛛服”的设计即在手套和靴底布置成千上万个碳纳米管阵列，使其具有强大的黏性。

实际挑战与后续进展

尽管原理看似清晰，但实际应用面临多重难题。首先，人体重量远超壁虎，且附着面积越大，单位面积提供的粘附力反而下降。即使手脚布满刚毛，仍难以支撑体重。后续的研究（如2014年斯坦福大学团队开发的“壁虎胶带”）通过优化微结构解决了部分缩放问题，但离实用化尚有距离。其次，如何控制黏性的开合？壁虎抬起四肢需消耗较大能量，而人类肌肉结构不同，若“蜘蛛服”不能实现快速脱附，使用者会迅速疲劳。近年来，基于形状记忆聚合物或电场调控的可切换粘附材料已取得突破（例如2019年《Science》上发表的碳纳米管干胶），可实现毫秒级的黏附/释放切换。第三，自清洁机制不可或缺。壁虎在沙地爬行时会每隔几步清理刚毛，以维持粘附力；人造表面同样需要防污设计。目前，仿生超疏水和自清洁涂层技术已较成熟，可整合进服装面料。

更广泛的未来应用

普尼奥当初估计研制“蜘蛛服”需10年时间，但至今仍未出现商业化产品。然而，相关技术已催生出多种衍生应用。例如，航天领域的太空作业服可嵌入可逆粘附系统，方便宇航员在舱外附着；建筑清洁机器人利用定向干胶在玻璃幕墙上行走；医疗领域则开发出可固定于组织表面的柔性传感器。此外，在军事和救援中，高空攀爬装备也受益于这类仿生粘附材料。虽然“飞檐走壁”尚未普及，但基础科学的积累正一步步将科幻变为现实。