能够爬墙的壁虎，它神奇的脚掌启发了许多有趣的应用，包括黏性胶带、黏合剂、“黏性机器人”攀爬机器人，甚至还有无肩带胸罩设计。 现在，科学家们再度受到壁虎的启发，开发出一种新型的抗滑聚合物，可以牢牢抓住冰面。
根据发表在《ACS应用材料与界面》期刊上的一篇论文指出，将这些聚合物应用于鞋底，可以减少人类滑倒和跌倒的受伤事故。
壁虎以其高超的攀爬能力而闻名； 它们之所以能够吸附在任何表面，归功于脚底微小的毛发状结构。 这些微小的毛发被称为刚毛 (setae)，每根刚毛又会分裂成数百根更细小的刷毛，称为匙突 (spatulae)。 长期以来，人们都知道在微观尺寸尺度下，所谓的凡得瓦力——两个偶极分子之间的作用力与排斥力——会变得非常显著。
本质上，壁虎脚掌上成簇的微小毛发非常接近墙壁和天花板的轮廓，甚至于来自壁虎毛发分子的电子和来自墙壁分子的电子相互作用，产生电磁吸引力。 这就是使壁虎能够毫不费力地攀爬玻璃等光滑表面的原因。 蜘蛛、蟑螂、甲虫、蝙蝠、树蛙和蜥蜴都拥有大小不一的黏性脚垫，它们都利用相同的力量。
壁虎及其不寻常的脚掌长期以来一直引起科学家的浓厚兴趣。 例如，在2013年，研究人员设计了一种可重复使用的干式黏合剂，其灵感来自壁虎的脚掌，可以轻松黏附在光滑表面上，向前推时黏性强，向后拉时则可滑脱。
2020年，伯克利的科学家研究了为什么柔软、多毛的壁虎脚趾只在一个方向上“黏住”。 而在2022年，科学家发现壁虎的脚掌覆盖着一层垂直排列的超薄脂质分子层。 这可能有助于排开匙突下方的水分，使匙突与表面更紧密接触，从而帮助壁虎在潮湿表面上保持抓地力。
图片来源：V. Richhariya et al., 2025
壁虎脚掌的“亲水性毛细增强黏附力”是这篇最新论文的讨论重点。
根据世界卫生组织的数据，每年有684,000人死于滑倒和跌倒事故，另有3,800万人因此受伤，医疗保健费用也随之高涨。 大多数防滑产品（冰爪、链条、鞋钉、鞋底钉）、鞋底纹路设计或材料（玻璃纤维、碳纤维、橡胶）通常仅在特定用途或短时间内有效。 而且它们在湿冰上的表现通常不佳，湿冰具有纳米级的准液态层 (QLL)，使其更加湿滑。
因此，葡萄牙米尼奥大学的Vipin Richhariya及其共同作者转向壁虎（以及蟾蜍）的脚趾垫，以寻求更好的解决方案。 为了在他们的硅橡胶聚合物中获得类似的特性，他们添加了氧化锆纳米粒子，这种粒子可以吸引水分子。 将聚合物Roll成薄膜并使其硬化，然后用激光在表面蚀刻沟槽图案——本质上是创造出微腔，使氧化锆纳米粒子暴露出来，从而增强材料的亲水效果。
红外光谱和模拟摩擦测试显示，含有3%和5%氧化锆纳米粒子的复合材料防滑效果最佳。 作者总结：“这种优化的复合材料有可能改变滑倒和跌倒事故的动态，为预防全球最常见的事故原因之一提供一种受大自然启发的解决方案。”这种材料也可用于电子皮肤、人造皮肤或伤口愈合。
