昆山杜克大学材料科学助理教授石炜炜博士与团队从壁虎的爬行中获取灵感，研发出一种新型结构粘合剂，可用于从医疗胶带到登山安全装备等多种产品。
研究结果发表于美国化学学会期刊《Langmuir》，揭示了如何设计与制造具有各向异性行为的粘合剂，即随方向的不同展示出强抓力和易脱落这两个不同特性，从而有望简化制造过程并降低制造成本。
石炜炜表示：“以前的研究人员使用了复杂的传统制造方法模拟出壁虎足部的粘性。在这个项目中，我们复制了壁虎的各向异性粘性特质，即随方向的不同抓牢或者脱落的能力，制作过程涉及3D打印和软复制技术。”
石炜炜与北卡州立大学、北卡大学教堂山分校的程珂教授合作，使用微精密3D打印技术，制造了带有不对称倾斜微柱的图案化表面材料，以模拟壁虎足部的微纳米结构。像壁虎一样，这种材料显示出各向异性粘附行为，这意味着其可根据拉动的方向，轻松地粘附或脱落，而且在粘附时展示出牢固的抓力。
研究人员使用通用材料测试仪，测量了该材料的粘合力，并将结果自动记录到连接的计算机上。此外，他们还使用实验室的定制装置，测试该材料释放抓力的能力，具体做法是用高强度线与滑轮连接材料表面和悬挂的重物。
石炜炜博士解释：“与普通表面材料相比，我们的结构化粘合剂在一定负载下的抓力能够超出四倍。此外，我们的材料还具有各向异性粘附行为，由于接触界面边缘的不对称应力分布，以及顶部剪切时造成的应力，沿抓握方向的粘附力比释放方向强两倍。”
石炜炜表示，强抓力和易脱落对于粘合剂来说是用途很广的特性，可用于医疗缝合线和足球守门员手套等产品，而这项研究有助于简化粘合剂制造过程，从而降低制造成本。
目前，团队正在进一步研究这种新型结构粘合剂的实际应用，以及耐久性、降解等特性。
作者： John Butcher
