这项研究的主要作者为 Aránzazu del Campo、Christian Greiner 和 Eduard Arzt，研究单位为德国斯图加特的 Max Planck Institute for Metals Research。本研究发表于 2007 年的《Langmuir》期刊中（Vol. 23, No. 20, pp. 10235-10243），文章在线发布于 2007 年 8 月 28 日。
本研究属于生物启发材料科学与表面黏附特性领域，主要探索通过微纳结构化的图案化表面增强黏附性能的可能性。根据昆虫和壁虎等自然生物的附着装置特点，科学家开发了“接触分裂”（contact splitting）的理论模型，通过减少单一接触面积、增加接触点数量来提升整体黏附力。然而，现有研究主要集中于定量评估材料纤维的尺寸对黏附性能的影响，而生物界中丰富的终端形状（如圆球形、蘑菇状或凹形结构）在人工附着系统设计中的作用尚未充分研究。本研究旨在系统分析不同几何形状对黏附性能的影响，以揭示终端形状的重要性并优化人工黏附系统的设计。
研究目标如下： 1. 系统研究多种纤维端部几何形状对黏附性能的具体影响； 2. 实验验证理论接触模型的准确性； 3. 为进一步开发仿生黏附系统奠定参数化的基础。
研究采用了系统化、实验性的方法，结合光刻与软模板成型技术，制备了不同端部几何形状的弹性体表面（使用 Sylgard 184 材料）。研究主要包括以下几大步骤：
通过光刻和软模成型，制备了一系列微柱阵列。具体步骤如下： - 光刻模具制作：使用 SU-8 负光刻胶，结合掩膜对硅晶圆进行加工，生成不同直径（2.5 至 25 µm）和高度（5 或 50 µm）的微柱阵列。所有微柱纵横比（aspect ratio, λ）均为 1，排列为六角形网格，填充密度为 22.7%。顶端形状包括：平面、球形、圆形边缘、蘑菇状、凹形和翘片状（spatular）结构。 - 表面处理与定型：通过增氟衍生物（hexadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyltrichlorosilane）涂覆模具，以减少粘附，并最终软成型获得 Sylgard 184 的图案结构。
作者开发了一些新颖的加工技术生成特殊几何形状： - 蘑菇状终端：在光刻模板冷却过程中，利用应力产生的局部脱层生成边缘薄环，形成蘑菇形状。 - 凹形结构：通过部分交联的高黏性膜内填充成型，得到具有凹形顶端的柱阵列。 - 翘片状（spatula-like）终端：通过倾斜印刷的方法，控制顶端轻微偏移，形成非对称的翘片结构。
SEM 图像显示，制备的微柱形状统一、表面平滑，无明显缺陷。不同形状的拉脱性能如下： - 平面终端表现中低附着力； - 球形终端的附着力低于平面结构； - 蘑菇状终端表现出极高的附着力，比平面对照组高 30 倍（达到 170 kPa，与壁虎趾垫性能相当）； - 翘片状终端性能次于蘑菇形，但优于平面形状； - 凹形终端表现出最低附着力。
研究表明，柱半径的减小显著提升黏附强度（σc），但取决于终端形状: - 平面和球形终端的接触分裂效率较低； - 蘑菇状和翘片状终端表现出较高的接触分裂效率，尤其是蘑菇状结构，其黏附性能随着柱子半径减小呈显著提升趋势。
预加载力对拉脱性能的作用与柱形几何形状相关： - 蘑菇状终端需要更高的预加载力度，才能达到饱和拉脱力（plateau pull-off force）。这种特性为设计可调节黏附的材料提供了潜在的应用方向。
作者指出，未来将引入更小尺度（如纳米级）的图案结构进行研究，并进一步探索毛细力（capillary forces）对黏附性能的潜在影响。此外，更复杂的非对称终端形状设计及其方向敏感性能，也将成为后续研究重点。