Гекконы – это небольшие ящерицы, которые живут в тропических и субтропических областях Евразии и Америки. Если вы когда-нибудь видели геккона, вы наверняка обратили внимание, что он он передвигается практически по любой поверхности – будь то дерево, стекло или стена дома.
Этой способностью ящериц интересовались ещё древние греки. С давних времён считалось, что у гекконов на лапках есть специальные крючки или присоски, которыми он цепляется за поверхность. Однако наблюдения гекконов под микроскопом развеяли это заблуждение: ни крючков, ни присосок на лапах рептилий обнаружено не было.
Другое популярное объяснение заключалось в том, что лапы геккона прикрепляются к мельчайшим неровностям поверхности. Но это не объясняло, почему гекконы способны передвигаться по полированному стеклу или металлу, причём вверх ногами.
Ещё одна версия предполагала, что гекконы выделяют из специальных желез клейкое вещество, которое намертво приклеивает их к поверхности. Однако почему тогда они так легко поднимают лапу, чтобы сделать следующий шаг?
Ситуация прояснилась с появлением сканирующего электронного микроскопа. Оказывается, лапа геккона покрыта крохотными щетинками длиной всего несколько десятков микрометров, которые разделяются на сотни ещё более мелких волосков.
Расстояние между ними и контактной поверхностью составляет несколько десятых долей нанометра – а на таких расстояниях действуют силы Ван-дер-Ваальса, они же силы межмолекулярного взаимодействия. Под действием этих сил молекулы, из которых состоят волоски, притягиваются к молекулам стены, поэтому ноги геккона прилипают к поверхности. При этом для того, чтобы открепиться от стены, ящерице требуется всего лишь поднять лапы и изменить угол соприкосновения с поверхностью.
Есть и вещества, неподвластные геккону, например, тефлон.
На поверхности тефлона много атомов фтора, которые не притягиваются волосками его лапы. Иными словами, геккон не сможет пробежать по вашей антипригарной сковородке, если вдруг окажется у вас на кухне.
Кроме того, гекконы скользят на мокрой поверхности, потому что вода нарушает ван-дер-ваальсово взаимодействие между их ногами и поверхностью.
Конечно, люди пытаются воспроизвести этот биологический механизм. Например, агентство DARPA создало прототип альпинистского оборудования Z-Man, позволяющего человеку массой
75 кг так же легко взбираться на стены, как двухсотграммовому геккону.
А в Стэнфордском университете разработали бионического робота Stickybot, который имитирует лапы геккона благодаря резиноподобному материалу с крошечными полимерными волосками. Такие роботы в будущем смогут использоваться для работы в опасных или труднодоступных местах.
Популярна также и идея разработки “гекконовой липкой ленты”, которая также использует сверхмалые волоски и силы межмолекулярного взаимодействия для надёжного скрепления двух поверхностей. Кроме того, такая липкая лента, в отличие от обычного скотча, должна выдерживать много циклов прикрепления-открепления.
Смотрите новые видео на youtube.com/@PhysFromPobed
Приобретайте наши конструкторы на fizikits.ru , ozon.ru и Яндекс.Маркет