(Разные разности. «ХиЖ» 2022 №8)
Люди, конечно, сухопутные существа. Под водой может жить только Ихтиандр — персонаж научно-фантастического романа Александра Беляева «Человек-амфибия». Мы же, чтобы дышать, используем баллоны с кислородом, чтобы не замерзнуть на глубине — костюмы из неопрена, чтобы ясно видеть — специальные защитные очки.
В общем, все у нас сухопутное, и руки — не исключение. Они плохо удерживают предметы под водой, которые попросту выскальзывают из наших сухопутных пальцев.
Однако бывают ситуации, когда эта сухопутность становится помехой. Водолазы-спасатели, подводные археологи, инженеры-мостостроители и спасатели используют свои руки, чтобы поднять человека или предметы из воды. А они выскальзывают. Человек невольно включает железную хватку. Но это опасно — он может навредить и человеку, и ценному предмету.
В общем, для деликатного прикосновения или захвата требуются руки, созданные для воды. И где их взять?
Конечно — у природы. У нее уже есть несколько отличных решений, и осьминог здесь — самое очевидное. У осьминога восемь длинных рук, которыми он легко захватывает предметы любого размера.
Каждая осьминожья рука покрыта присосками. Широкий внешний край присоски плотно прилегает к предмету, мышцы сокращаются и расслабляют колокол присоски, чтобы усилить и ослабить давление. Когда задействовано много присосок, это создает невероятно прочное сцепление с предметом. Ослабить его может только сам осьминог, с помощью своих мышц и нервов.
Осьминог контролирует более 2000 присосок на восьми руках, обрабатывая информацию с различных химических и механических датчиков. Гигантский объем работы для нервной системы. Поэтому у осьминога, помимо центрального мозга, есть нервные центры в каждом щупальце. А нервных клеток у него немногим меньше, чем у кошки.
Кстати, в ноябре 2021 года при обсуждении закона о защите прав разумных животных в правительстве Великобритании к числу разумных решили причислить и осьминога, в общем — разумного подводного существа. Так что грех было не позаимствовать присоски у брата по разуму.
В результате появились перчатки Octa-glove. В синтетические присоски с датчиками встроена электроника, которая регулирует прилипание и отлипание перчатки. Присоски расположены на подушечках перчаточных пальцев. Они отлично справились с заданием вытащить из воды ложку, мягкий гелевый шарик, цилиндр, тарелку, коробку, игрушку… В общем, ничто не проскользнуло между неловкими пальцами.
Этой разработкой, которую еще предстоит довести до ума, занимается компания Virginia Tech вместе со специалистами из Университета штата Айова и Университета Небраски в Линкольне.
Однако справедливости ради стоит напомнить, что несколько лет назад появились перчатки Геко, позволяющие человеку лазать по гладким вертикальным стенкам. Идею этих перчаток позаимствовали у лучшего альпиниста в мире животных — геккона. Сила сцепления его лапок с поверхностью такова, что он может висеть на одном пальце.
Поверхность лапки геккона усеяна крошечными щетинками длиной 100 микрон и радиусом 2 микрона. И каждая щетинка, в свою очередь, образована сотней других щеточек диаметром около 200 нанометров, которые буквально прилипают к поверхности.
А прилипают они потому, что здесь в игру вступают так называемые силы Ван-дер-Ваальса — силы межмолекулярного и межатомного взаимодействия. Они слабенькие. Но если таких связей миллионы, то сцепление с поверхностью получается отличным. Эффект веника работает.
DARPA — Министерство обороны США — продемонстрировало прототип перчаток геккона для человека несколько лет назад. С тех пор — тишина. Видимо, засекретили. Боюсь, и перчатки осьминога ждет та же участь.
Любовь Стрельникова
Остальные статьи из этой рубрики вы можете найти в подборке «Разные разности».
Благодарим за ваши «лайки», комментарии и подписку на наш канал.
– Редакция «Химии и жизни»