Дизайн лапки геккона: сможет ли он привести к “спайдермену”?

Геккон учит ученых механизму «прилипания»

Джонатан Сарфати

Как мы ранее сообщали, геккон может удерживаться почти на любой поверхности, так что он может даже бегать вверхтормашками на потолке из полированного стекла.1 (Смотрите также: Чудесный клей геккона?, Геккон: ящерица, способная бегать по потолку).

Это происходит из-за того, что лапки геккона могут использовать слабые связи ближнего действия между молекулами. То есть, лапки геккона прилипают посредством силы Ван дер Ваалса. Но для того, чтобы такие незначительные силы сработали, необходима огромная площадь близкого контакта между лапкой геккона и поверхностью, так что незначительная сила может в итоге суммироваться в существенную.

SEM фотография щетинок токайского геккона. Взято из статьи в журнале Nature.

Используя электронный микроскоп, ученые обнаружили, что на лапках геккона находятся очень тонкие волоски (щетинки), длиной около одной десятой миллиметра, на 1 квадратном миллиметре расположено около 5000 щетинок (три миллиона на квадратном дюйме). В свою очередь, на конце каждого волоска находится около 400-1000 ответвлений длиной 0,2 – 0,5 µm (микрон –1/1000 миллиметра), которые заканчиваются образованиями, похожими на лопаточки. Эти лопаточки геккона могут обеспечивать необходимую контактную поверхность. Это удивительная структура, которая, по мнению исследователей, находится "вне пределов человеческой технологии". 2

SEM фотография кончика щетинки геккона

Но этого недостаточно - обладание гекконом подобной конечностью было бы бессмысленным, если бы геккон мог бы только прилипать - он должен также быстро открепляться. Геккон умудряется делать это, используя "необычно сложное поведение":он раскручивает пальцы ноги, когда прикрепляется, и отрывает их особенным образом, когда открепляется.

Так как человек был создан по образу и подобию Бога, мы не должны слишком удивляться тому, что человек может также в некоторой степени подражать творчеству Бога.

SEM фотография щетинок токайского геккона. Взято из статьи в журнале Nature

Инженер Метин Ситти, Университет Карнеги Меллон в Питсбурге, США, в некоторой степени смог дублировать структуру поверхности ноги геккона.3 Он использовал очень точный наноробот и электронный микроскоп, чтобы сделать крошечную восковую модель для того, чтобы сформировать искусственные волоски. Доктор Ситти утверждает, что форма и направление волос важны для их функции. Его искусственные волоски еще не достаточно сильны, чтобы удержать вес человека, но исследователи все время улучшают эту технологию. Целью работы является создание робота для исследования планет, который мог бы подниматься по любой поверхности.

Доктор Андре Гейм из Университета Манчестера, глава команды ученых из Великобритании и России, изготовил самоочищающуюся ленту, моделируя ногу геккона.4 Эта лента 5 с областью контакта со стеклом лишь 0.5 см², смогла выдержать груз более 100 граммов.6 Однако, эта пленка не достаточно долговременна для того, чтобы прикреплять и откреплять ее более нескольких раз, в отличие от живого геккона. Исследователи предложили использовать более долговечный материал, т.е. такой, из которого сделан настоящий дизайн у геккона, - кератин.

Если бы они это сделали, тогда перчатки и ботинки, произведенные из этого материала, позволили бы спайдермену (или геккомену?) подниматься вверх по стенам любой поверхности. Однако это требовало бы тренировок и обучения, чтобы соответствовать модели поведения геккона, и не совсем ясно, справились бы с этим люди или нет. Робот, исследующий планету, должен был бы иметь эти знания, запрограммированными в него. На данный момент искусственная кожа геккона кажется хороша только для того, чтобы прикрепить вещи на месте.

Еще и еще раз мы видим, что разум, вложенный в создание искусственных волосков и пленки, дает нам хороший урок о намного большем интеллекте Того, кто создал оригинал - удивительного геккона. Несмотря на всю свою изобретательность, исследователи не могут сравниться с оригинальным дизайном геккона, который, по мнению эволюционистов, возник благодаря времени, случаю и естественному отбору.

Ссылки и примечания

  1. Сарфати Д., Чудесный клей геккона? Вернуться к тексту.
  2. Отем К. и др Сила сцепления единственного волоска гекона, Nature 405(6787):681–685, 8 июня 2000; в перспективе Джи Х. Поразительная черта геккона, там же, с. 631. Вернуться к тексту.
  3. Грехем-Роув Д. Представьте себе прогулку на потолке? New Scientist 178(2395):15, 17 май 2003. Вернуться к тексту.
  4. Гейм A. и др. Микротехнологическая клейкая пленка повторяющая волосок ноги геккона, Nature Materials 2:461–463, 2003 Вернуться к тексту.
  5. Пленка имела волокна длинной 2 микрона, с диаметром приблизительно 0.5 микронов и расположенных на 1.6 микронах пленки полиимида толщиной 5 микронов. Доктор Гейм и его коллеги использовали передовые методы нанотехнологии электроннолучевой литографии и сухого травления в плазме кислорода. Вернуться к тексту.
  6. Калафер Л. «Пленка геккона» приклеивается полимерными волокнами Physics Web, , 5 июня 2003. Вернуться к тексту.

Источник-www.creationontheweb.com
Фото-http://www.lclark.edu/~autumn/dept/Welcome.html





опубликовано материалов

Популярные статьи:

что такое гравитация? Кто создал Бога? Динозавры жили с людьми Тука и его удивительный клюв Уникальная планета Земля




Поддержите наш проект, разместив нашу ссылку на сайте своей организации, в своем блоге или на страничке социальных сетей.
"Разумный Замысел"
http://www.origins.org.ua
банер Разумный Замысел


Система Orphus
нижняя полоса сайта