爬山虎为什么会“爬山”？
在建筑物的外墙上，我们常能够看到一种俗称为“爬山虎”的藤本植物。它紧贴着垂直的墙壁，攀援而上十余米，哪怕经受狂风的洗礼和暴雨的冲刷，也能够持久生长。爬山虎为什么会“爬山”？又是什么原因使它能牢牢攀住墙壁呢？要解开这个问题，我们需要先了解一下这类植物。
爬山虎，又叫爬墙虎、捆石龙、地锦，它是对鼠李目、葡萄科、地锦属十几种植物的统称。仅仅在中国，就可以找到包括三叶地锦、五叶地锦、长柄地锦、毛脉地锦在内的近十种不同的爬山虎。如果你仔细观察就会发现，爬山虎藤蔓卷须的尖端伸出的许多小小的“吸盘”。爬山虎正是利用这些小吸盘将自己长时间地黏附在各种材质的墙面上。
科学家利用电子显微镜对爬山虎的吸盘进行了观察。他们发现，在一个直径只有两三毫米的圆形吸盘上，竟然有一个错综复杂的“立体交通网”。在这里，不仅有数不清的类似海绵体的微小孔洞，还有数量众多且四通八达的微型管道。吸盘细胞的海绵状结构强化了吸盘和吸附物之间的黏附强度。而微孔和微管则分别承担着植物激素的分泌积聚、分流运输等工作。科学家们认为，爬山虎吸盘的吸附原理除了传统的静电力1、毛细力2、范德华力3之外，还与植物激素的分泌有着很大关系。
爬山虎吸盘所分泌的大部分生长素都是弱酸性物质，这使得吸盘与吸附物的表面始终进行着一种缓慢的化学反应。这种化学反应能够令吸盘与吸附物的表面渐渐锚合，显著增强吸盘的吸附能力。此外，在吸盘与吸附物锚合的过程中，会有部分空气被包裹在二者之间。随着光合作用和其他化学反应的进行，其间的空气最终会被消耗干净。就像我们见过的真空包装一样，空气被从包装中吸走，塑料包装就向内凹陷，即形成负压，紧紧贴在了一起。当吸盘和吸附物之间的空气被消耗掉，它们二者也会紧紧黏贴在一起。
据科学家们测量，单个成熟的爬山虎的干吸盘，其平均质量约为0.0005克，与吸附物的接触面积只有1.22平方毫米，但它能够承载的最大拉力居然是其自身重量的280万倍。 也就是说，如果我们的手有这种吸附力，只要用一根手指的指尖与墙壁接触，便可以承受一个成年男子的体重。如果将一只手的手掌完全按在墙面上，就大约能够承受一头中等抹香鲸的重量。
如今，科学家们还在针对爬山虎的吸盘进行更加深入的研究。未来，依据从大自然中汲取的智慧，也许会诞生一种具有超强吸附力的高科技的仿生材料，用于造福于人类。
注：
1.静电力——两个静止的带电体之间的相互作用力。
2.毛细力——指由毛细现象所产生的，液体自然上升的作用力。
3.范德华力——又称分子间作用力，指存在于分子与分子之间（或惰性气体原子之间）的作用力。
（作者：张楠）
- 发表于 2015-07-28 00:00
- 阅读 ( 456 )
- 分类：其他类型
