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壁虎如何抵抗地心引力 - Eleanor Nelsen

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    在午夜，一切都靜止著
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    除了安靜地爬行著的壁虎在捕捉蜘蛛
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    壁虎看似無視地心引力
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    爬上垂直的表面
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    可以顛倒著爬行卻不需要爪子
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    強力膠水或超強力蜘蛛網
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    相反的是，它們利用了一個簡單的原理：
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    正負電荷相吸
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    吸引力把化合物結合在一起，就像食鹽
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    由正電的鈉離子
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    和負電的氯離子結合在一起而成
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    但是壁虎的腳並不帶電
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    它們爬行的表面也不帶電
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    那麼是什麼使它們黏在一起呢？
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    答案是分子間力
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    與結構工程的巧妙結合
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    元素週期表中的所有元素
    對電子都有不同的親力
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    像氧和氟這樣的元素確實很想要電子
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    氫或鋰這樣的元素卻沒有那麼強的吸引力
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    一個原子對於電子的相對需求
    叫做它的負電性
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    電子不停地在運動
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    它們可以在最想停留的地方隨時定位
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    所以在一個分子中有負電性不同的原子時
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    被電子包圍的分子們
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    會被拉向最帶負電的原子
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    這樣就產生了一個在電子雲中的小點
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    來自原子核的正電穿過這個點
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    帶負電的電子們也在別的地方聚集
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    這個分子本身並不帶電
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    但是它確實有帶正電和負電的區域
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    這些區域性電荷會吸引周圍的分子
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    它們會排成一條線
    正電區域接著負電區域
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    如此一個接一個
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    甚至根本不需要有很強負電的原子
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    去創造這些吸引力
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    電子在不停地運動
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    有些時候它們在一個點堆積
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    那一閃的電荷足以讓分子互相吸引
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    未帶電分子的這些相互運動
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    叫做範德華力
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    它並不像帶電分子間的力那麼強
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    但是如果有足夠的量，它們也可以堆積成可觀的力
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    這就是壁虎的秘密
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    壁虎的腳趾上有易變形的隆起
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    這些隆起表面有頭髮般的細小結構
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    比人類的頭髮細得多，叫做剛毛(setae)
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    剛毛甚至被小的多的叫做
    匙突(spatulae)的結構覆蓋
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    這些匙突型結構完美地承擔了
    壁虎要求它們的工作
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    在命令下黏住和釋放
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    當壁虎在天花板上展開它的可形變腳趾
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    匙突會形成恰好的腳讓範德華力產生
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    匙突變平
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    形成很多平面使正電和負電區
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    在天花板上找到相應的帶電區域
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    每個匙突都貢獻很少量的範德華力
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    但是一個壁虎有二十億的匙突
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    產生足夠的力去支持它的體重
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    事實上壁虎可以用一根
    腳趾把自己吊起來
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    這些強大的力會消失
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    如果改變一點點的角度
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    所以壁虎可以抬起它的腳
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    衝向一個獵物，或者逃離捕食者
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    這個用樹林般特殊突起
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    在兩個普通分子間去使
    範德華力最大化的方法
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    啟發了很多人造材料
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    模仿壁虎的強大的吸引能力
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    人造版本尚未像壁虎的那樣的強力
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    但是他們已經足夠強到讓一個成年人
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    去爬一個25英尺高的玻璃牆
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    事實上壁虎的獵物也在使用範德華力
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    去黏在天花板上
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    那麼，壁虎會撒開腳，衝向它
Title:
壁虎如何抵抗地心引力 - Eleanor Nelsen
Description:

觀看完整的課程:http://ed.ted.com/lessons/how-do-geckos-defy-gravity-eleanor-nelsen

壁虎的腳上並沒有黏著劑、爪子或吸盤，但是他們可以豪不費力地在牆壁和天花板上，到底怎麼一回事？Eleanor Nelsen 說明壁虎那非凡的腳如何幫助牠們對抗地心引力。

課程：Eleanor Nelsen　動畫：Marie-Louise Højer Jensen
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:30

Chinese, Traditional subtitles

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