指纹医学研究现状与展望
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1.2.1 增加摩擦阻力

生活中随时随地都会遇到与摩擦相关的事件,当我们所拿的东西从手中滑落,当我们走路时脚底打滑,这都是手与物体之间和足底与地面之间的摩擦力太小所致。通过增加握力、更换适宜的鞋具、保持地面干燥或增加地面的粗糙程度,都可有效地起到防滑的效果。

制鞋工业中,通过对鞋底花纹进行设计来提高抓地力。鞋底花纹的结构有凸出的条状或点状纹和周边高、中间低的吸盘状纹两种。这样的结构在指纹中也能找到,凸出的条状脊纹和汗腺孔,前者能增加与粗糙表面的接触面积,提高摩擦阻力;而汗腺孔表现为周围高、中间低,状如吸盘。特别在孔周湿润的情况下,对表面光滑的物体有很好的吸附作用(见图1.9)。老年人的手指因皮肤组织的退行性改变而使得脊纹平坦、汗腺功能下降,从而造成表皮干燥,以致接触阻力减小,进而在发扑克牌、翻书或打开保鲜袋袋口时产生困难。

图1.9 脊纹的立体结构和汗腺孔

注:左图为立体脊纹,右图为汗腺孔。

为证实脊纹有增加摩擦阻力的作用,可做一个简单的实验:先任选左手或右手握住一桶装满水的水瓶的颈部,看看能否提起水瓶。如果能够提起,则将任何一种薄塑料袋套在手上后,再重复以上动作。结果一定是容易打滑,很难提起水瓶。

当然也有人持有相反的意见。英国曼彻斯特大学的罗兰·爱恩诺斯博士(Roland Ennos)等人用塑料杯、砝码和几块有机玻璃组装成一种简单的仪器进行试验。他们提出,指纹并不像以前想象的那样能帮助灵长类动物提高抓握能力,它们实际上降低了握持物体表面所需要的摩擦力,凸出的脊纹因减少了1/3的接触面积而降低了摩擦阻力。如果爱恩诺斯博士能全面地理解脊纹的结构特征和生理功能,能用仿生的原理来设计实验方案,结果可能相反。