Gekoni so naravnost navdihujoči. Ti plazilci niso le luštni, barviti in spretni pri prodaji avtomobilskih zavarovanj, ampak je njihova super lepljivost človeka vznemirjala že tisočletja. Zahvaljujoč lepljivim stopalom in ostri manipulaciji z molekularnimi vezmi se gekoni lahko z lahkoto povzpnejo po navpičnih stenah in lahko celo visijo s površin. Zdaj so njihovi lepljivi udirali navdih za novo napravo, ki bi lahko pomagala (Ljudje? Roboti? Tu bi rad bil samostalnik) pobirati in spuščati stvari s stikalom luči.
Sorodne vsebine
- Zdaj lahko nekdo zbeži steno tako kot Gecko
- Geckos lahko nadzoruje gibanje dlačic
- Zakaj Geckos ne odlepi vlažnih džunglov ali hotelskih stropov
Ogromne moči gekonskih stopal so znanstvenike mistificirale pred približno 15 leti. Takrat so raziskovalci izvedeli, da so te živali izkoristile razmeroma šibko silo Van der Waals, da so se lepile na površine in se z lahkoto odstranile. Za razliko od močnejše magnetne sile je sila Van der Waals posledica neravnovesja nabojev med različnimi molekulami, kar ustvarja ohlapno privlačnost. Z uporabo milijonov drobnih dlačic na nogah - od katerih se vsaka lahko usmeri v določeni smeri in jih pritegne sila Van der Waals - gekoni lahko ustvarijo močno, vendar tudi reverzibilno silo.
Pred petimi leti je zoolog z univerze v Kielu Stanislav Gorb uporabil vpogled na gekonske lase, da je ustvaril silikonski trak, tako močan, da je lahko s 64 kvadratnimi palčnimi kosi brez težav zadrževal odrasle osebe v stropu. Za razliko od običajnega traku ga je mogoče tudi večkrat odlepiti in pritrditi, ne da bi pri tem izgubil lepljivosti. Konec leta 2015 je Gorbovo delo pripomoglo k trženju "gekonskega traku". Čeprav je izdelek doslej našel omejeno uporabo, ga je mogoče najti v znamki kanadskih hlač za jahanje, s pomočjo katerih lahko jahači ostanejo na sedlih, in našel je navdušenega vlagatelja v ustanovitelja PayPala Petra Thiela.
Toda ugotovitev, zaradi česa so gekonske noge tako lepljive, je rešila le polovico problema.
"Živali se ne le pritrdijo, ampak tudi [odlepijo] z uporabo teh lepilnih struktur, " pravi Emre Kizilkan, doktor znanosti. študent študira strojništvo materialov na univerzi v Kielu. Vse gekone je treba narediti drugače, da nogo ali celo same dlake usmerimo drugače, noga se bo na primer dvignila. Delajoč pod Gorbom, je hotel Kizilkan nadomestiti mišične gibe, ki jih gekoni uporabljajo za nadziranje svoje lepljivosti, z nekakšnim "stikalom", ki bi ga ljudje zlahka izkoristili. Njena rešitev: Svetloba.
Konec koncev je svetloba brezplačen, čist vir energije, ki ga je mogoče zlahka nadzorovati od daleč. Zaradi tega je "zelo primeren za natančno mikromanipulacijo", pravi Kizilkan.
Z že dostopnim geko trakom je Kizilkan trak pritrdil na film tekoče kristalnih elastomerov - snov iz polimernih verig, ki se podaljšajo, ko so izpostavljeni ultravijolični svetlobi. Elongacija potegne umetne dlake iz gekonskih trakov v položaj, kjer izgubijo privlačnost. Po članku, ki je bil prejšnji teden objavljen v reviji Science Robotics, se trak odstrani od vsega, na kar se je lepilo .
Kadar je izpostavljena UV svetlobi, se molekulska struktura, uporabljena v napravi raziskovalcev, sam preoblikuje, tako da se gekonski trak upogne s priloženega predmeta. (Emre Kizilkan in Jan Strueben / Science Robotics) V video posnetkih, ki so jih ustvarili raziskovalci, je njihova "bioinspirirana fotokontrolirana mikrostrukturirana transportna naprava" (BIPMTD) lahko pobrala steklene plošče in celo epruvete ter jih zlahka spustila, ko je na njej zasijala UV svetloba.
"Ta material lahko naredi dve stvari skupaj, " pravi Kizilkan: tako se drži in sprosti. Predvideva, da se gekonski trak aktivira s svetlobo, kar je temelj za občutljivo laboratorijsko delo, industrijsko proizvodnjo in morda celo za robote za prevoz materiala. Kot samo en primer bi ga lahko uporabili za prenašanje strupenih kemikalij v epruveto in varno spuščanje na drugo območje brez človeških rok. Lahko pa nekomu omogoči, da steno meri le z gekonskim trakom in lučjo. Reševalni roboti bi lahko nekega dne uporabili tehnologijo, da bi se povzpeli v poškodovane zgradbe in rešili ljudi.
Sodelavka Anne Staubitz, biokemičarka na univerzi v Bremenu, upa, da se bo v prihodnosti ukvarjala s spreminjanjem BIPMTD za uporabo daljših, manj škodljivih valovnih dolžin svetlobe in upa, da bo v naslednjih nekaj letih napredovala pri razvoju izdelka.
Mark Cutkosky z univerze na Univerzi Stanford, ki ni bil vključen v to raziskovanje, se spominja, da je videl oprijem, ki ga navdaja geko, ki ga nadzirajo magnetne, elektrostatične in druge sile, vendar je to prva uporaba svetlobe, ki jo je videl. Čeprav mu je všeč, da vidi nov razvoj in potenciale, ki jih prinaša, Cutkosky pravi, da bi si želel ogledati več preizkusov vzdržljivosti BIPMTD in tega, kako dobro lahko doseže velike sile in uteži, ki bi jih uporabili v robotiki in proizvodnji.
Aaron Parness, raziskovalec robotske robotike iz Nasinega laboratorija za reaktivni pogon, je pomagal oblikovati tehnologijo oprijema, ki je bila navdihnjena z geko, ki bi jo astronavti lahko uporabljali za pritrjevanje senzorjev in za prehod čez vesoljska plovila brez glomaznih pasov. Parness se strinja z Cutkoskyjem glede izzivov, ki bi jih moral BIPMTD premagati.
"Pred desetimi leti smo vsi mislili, da je izdelava materiala, ki je navdihnjen za gekone, največji izziv - in to je bil zelo velik izziv -, vendar je v zadnjih nekaj letih postalo jasno, da mehanizmi, ki jih uporabljamo za gecko-navdih Lastnosti materialov so tudi zelo velik izziv, "pravi Parness, ki ni bila vključena v to raziskovanje. "To je še en sistem, s katerim lahko uresničimo velik potencial gekov, navdihnjenih z gekoni."
