Sorodne vsebine
- Znanstveniki lahko to zaskočno napravo, navdahnjeno z gekom, vklopijo ali izklopijo s pritiskom luči
Čeden tokay gecko. Foto: Ethan Knapp in Alyssa Stark
Kdor živi ali je obiskal tropsko državo, je verjetno seznanjen z drobljenjem gekonov. Ti prijazni mali kuščarji naseljujejo domove in džungle, ki se raztezajo od Indonezije do Tanzanije do Dominikanske republike. Pojavijo se po sončnem zahodu in izkoristijo svoj vid nočnega vida - ki je 350-krat močnejši od človekovega - in so dobrodošli v domovih in hotelih, saj goli komarje in druge škodljivce.
Poleg domačinov imajo znanstveniki radi tudi te pisane kuščarje. Geckos ima edinstveno sposobnost kuščarjev, da poganjajo ravne stene in se prebijajo po stropih, tudi če je površina zelo gladka. Raziskovalci že leta zmedejo nad to zmožnostjo in na desetine laboratorijev so preizkušale oprijem gekonov v upanju, da bodo izkoristile to velesilo za potencialno uporabo v vsem, od robotike, vesoljske tehnologije do medicine do "gekonskega traku".
Izkazalo se je, da Gecko prsti vsebujejo las podobne strukture, ki tvorijo večkontrakcijski vmesnik, kar pomeni, da se gekoni oprijemajo na tisoče drobnih lepilnih struktur, ne pa kot enotno stopala.
Vendar še vedno ostajajo vrzeli v razumevanju raziskovalcev, kako stopala gekonov posegajo v površine v njihovem naravnem okolju, zlasti v suhih in mokrih razmerah. Znanstveniki vedo, da so blazinice za nohte na gekonih superhidrofobične ali vodo odbijajo, vendar gekoni izgubijo sposobnost, da se oprimejo stekla, ko postane mokro. Zakaj ne odvrnejo vode in se oprimejo steklene površine spodaj? Podobno se znanstveniki sprašujejo, kako se gekoni ob deževnih nevihtah spopadajo z mokrimi listi v gozdu.
Nov prispevek, objavljen v Zborniku Nacionalne akademije znanosti, raziskuje te skrivnosti. Avtorji so se odločili preizkusiti oprijem gekonov na različnih mokrih in suhih materialih, ki privlačijo in odbijajo vodo. Za izvedbo eksperimentov so opremili šest tokay gekonov s pasovi velikosti gekonov. Gekone so postavili na štiri različne vrste materialov, kot so steklo, plastika in snov, zasnovana tako, da posnemajo voskaste tropske liste. Potem ko so kuščarji dali nekaj časa, da se prilagodijo svoji novi okolici, so raziskovalci izvajali enakomeren pritisk na pasove gekonov in se vlekli v nasprotno smer, od koder so hodile živali. Sčasoma se gekoni niso mogli več oprijeti in so izgubili oprijem. To je ekipi omogočilo, da izmeri silo lepljenja, potrebno za premik živali. Enake poskuse so ponovili tudi v zelo mokrih razmerah.
Avtorji so ugotovili, da so materiali, ki so bolj "mokri", kar kaže na stopnjo, do katere površine privlačijo molekule vode, manjša sila, ki je potrebna, da bi prekinila oprijem stebel. Steklo je imelo največjo zmožnost površin, ki so jih preizkusili raziskovalci, in gekoni so zlahka zdrsnili z mokrega stekla v primerjavi s suhim steklom. Ko se ta material zmoči, voda tvori tanek, privlačen film, ki preprečuje, da bi drobne dlačice gekone prišle v stik s površino.
Po drugi strani majhne lastnosti vlažnosti listov voskov omogočajo, da gekoni vzpostavijo trden oprijem tudi v deževnih nevihtah, ker listi aktivno odbijajo vodo. Raziskovalci so ugotovili, da so gekoki enako dobro delovali v vlažnih in suhih razmerah na površini, ki posnema listje.
Avtorji sklepajo, kako gekoni medsebojno vplivajo na površine, je odvisno od termodinamične teorije oprijema. Te značilnosti narekuje sila Van der Waals ali vsota privlačnih in odbojnih interakcij med gekonskimi prsti in značilnostmi površin, s katerimi pridejo v stik. Dokler te privlačne sile zdržijo, imajo gekoni srečo, da dobijo oprijem na kateri koli površini, s katero pridejo v stik, ne glede na to, ali je moker ali suh.
Na podlagi rezultatov oprijema za vse živali smo ugotovili, da vlažne površine, ki so še tako šibke, omogočajo, da sistem lepilnega gekona ostane funkcionalen tudi za oprijem in verjetno premikanje.
Naše ugotovitve kažejo na raven vsestranskosti v sistemu geko lepila, ki prej ni bil upoštevan, in postavlja pod vprašaj zanimive evolucijske, ekološke in vedenjske napovedi.
Poleg osvetlitve, kako gekonske prilagoditve pomagajo kuščarjem pri soočanju z naravnim okoljem, avtorji menijo, da lahko njihove ugotovitve prispevajo k oblikovanju novih sintetičnih gekonskih robotov, ki bi lahko premagali resnične gekonove 'mokre steklene ahilove pete', koristne morda za čiščenje nebotičnika okna, vohunjenje za domnevnimi teroristi ali preprosto spreminjanje težko dostopne žarnice.
