范德华力是导致分子间键合的弱力。分子本身具有能量,并且它们的电子总是在运动,因此电子在一个区域或另一个区域的瞬时集中导致分子的正电荷区域被另一个分子的电子吸引。类似地,一个分子的负电荷区域被另一个分子的负电荷区域排斥。
范德华力是原子和分子之间的吸引力和排斥力的总和。这些力不同于共价键和离子化学键,因为它们是粒子电荷密度波动的结果。范德华力的例子包括氢键、色散力和偶极-偶极相互作用。
范德华力显示了某些特征:
范德华力是最弱的分子间力。它们的强度通常在0.4千焦耳/摩尔(kJ/mol)到4千焦耳/摩尔之间,作用距离小于0.6纳米(nm)。当距离小于0.4nm时,由于电子云相互排斥,作用力的净效应是排斥的。
范德瓦尔斯部队有四大贡献:
壁虎、昆虫和一些蜘蛛的脚垫上有刚毛,使它们能够爬上极其光滑的表面,如玻璃。事实上,壁虎甚至可以单趾悬挂!科学家们对这一现象提供了多种解释,但事实证明,产生粘附的主要原因,比范德华力或毛细管作用更重要的是静电力。
根据对壁虎和蜘蛛脚的分析,研究人员已经生产出干胶和胶带。这种粘性是由壁虎脚上细小的维可牢尼龙搭扣般的毛发和油脂造成的。
2014年,美国国防部高级研究计划局(DARPA)测试了其壁虎启发的壁虎皮,该材料基于壁虎脚垫的刚毛,旨在赋予军事人员蜘蛛侠般的能力。一名220磅重的研究人员携带另外45磅的装备,用两个攀爬桨成功地爬上了26英尺高的玻璃墙。
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