Человек очень многим обязан животным, причем речь в первую очередь идет о подсмотренных у них технических изобретениях. Так, осы делают бумагу, термиты строят небоскребы, пауки — подвесные мосты, спруты используют водомет, а летучие мыши обладают эффективным сонаром. А сейчас ученые создают человека-паука, взяв за основу устройство лапок геккона.
А началось все еще в 1869 году, когда скромный учитель физики и математики в средней школе в Гааге Ян Дидерик Ван-дер-Ваальс совершил выдающееся открытие, за которое в 1910 году ему была присуждена Нобелевская премия по физике — открыл так называемые "силы Ван-дер-Ваальса" или силы "слабого взаимодействия", как молекулярного, так и межатомного. Эти силы состоят из трех типов слабых электромагнитных взаимодействий и возникают между частицей (макроскопической частицей или наночастицей) и молекулой и между двумя частицами. В природе вокруг нас они проявляются постоянно, вот только заметить их не так-то легко. Наиболее показательных примеров можно привести два.
Известно, что существуют небольшие, быстро вращающиеся астероиды. Однако они неспособны сохранять целостность за счет гравитации: слишком уж они малы для этого, и центробежные силы должны по идее разорвать их на части. Что же удерживает их целыми? А вот как раз "силы Ван-дер-Ваальса", ну, а кроме сцепления частиц малых астероидов, они помогают сохраняться кольцам Сатурна, а вот сугубо земным ящерицам гекконам без каких-либо проблем свободно лазить по вертикально стоящему стеклу.
Дело в том, что лапки геккона покрыты множеством микроскопических волосков, сцепляющихся с опорной поверхностью посредством ван-дер-ваальсовых сил, что и помогает ящерице перемещаться по потолку, стеклу и разным другим поверхностям. При этом, хотя сами силы Ван-дер-Ваальса и относятся к слабым взаимодействиям, на практике они оказываются довольно-таки сильными. Во всяком случае, проверено, что геккон массой всего в 50 грамм способен удерживать на своих лапках груз весом до 2 кг.
Читайте также: Для "Черного рыцаря" нет бездорожья
Точно такие же ворсинки помогают и надежной фиксации надкрыльев у некоторых жуков. Они смыкаются друг с другом, когда надкрылья насекомых закрыты и находятся в покое. В какой-то степени эта система напоминает застежки-липучки с тем лишь различием, что ворсинки эти не имеют крючков, а соединяются друг с другом только лишь за счет поверхностных ван-дер-ваальсовых взаимодействий.
На основе этой "разработки" живой природы инженеры из Сеульского национального университета создали оригинальный датчик, состоящий из двух полимерных пластин, имеющие похожие ворсинки, высота которых составляет около микрометра, а диаметр в десять раз меньше! Ну, а специалистов из агентства "Дарпа" биотехнологии вдохновили на разработку конструкции, которая позволяет любого человека превратить в "человека-паука" и этим самым повысить свободу маневра для солдат и обеспечить им возможность передвигаться еще и по вертикальным поверхностям.
Программа называется Z-Man, а результатом ее стало первое восхождение по стеклянной стене, оно совершено человеком с использованием устройств, созданным по образу и подобию лапок гекконов. В историческом восхождении участвовал альпинист весом в 218 фунтов, поднявшийся на высоту 25 футов по вертикальной стеклянной поверхности. При себе он имел дополнительную нагрузку 50 фунтов, и, разумеется, никакое альпинистское снаряжение, кроме пары ручных присосок, ему не понадобилось. Ну, а полимерная микроструктура использованная в этих присосках была разработана в одной из лабораторий в Кембридже, в штате Массачусетс.
Читайте также: В умелых руках и жмых стреляет
Исторически сложилось так, что высота всегда числилась в числе преимущества для солдат, участвующих в боевых действиях, но и само восхождение на крутые возвышенности, а также необходимые для этого инструменты, такие как веревки и лестницы, — все это практически не изменилось на протяжении тысячелетий. Мало того, что использование таких инструментов всегда было очень трудоемким делом, а их использование требовало хорошей физической подготовки и тренировки. До нас дошел настенный рельеф из дворца ассирийского царя Ашшурбанипала, на котором показало, как по приставленной к стене атакованного города лестнице вслед за копейщиком со щитом и копьем поднимаются два лучника и при этом стреляют из луков, то есть руками они за эту лестницу не держатся!
И можно себе только представить, как много нужно было тренироваться, чтобы вот так, без помощи рук подниматься вверх по крутой лестнице и не только при этом с нее не упасть, но еще и прицеливаться в появляющихся перед тобой на стене врагов и выпускать по ним стрелы из лука.
Вот только современным солдатам приходится еще тяжелее, потому что современные здания намного выше, чем древние крепости, и никакой лестницы, даже самой высокой, просто не хватит, чтобы так вот без рук подниматься по ней наверх и при этом еще успевать применять свое оружие.
Сообщается, что первое испытание нового бионического приспособления было произведено два года назад и сегодня эти испытания продолжаются. Ну, а их успешное завершение будет иметь не только военный, но и значительный коммерческий успех. Высота зданий все время увеличивается, стекла на них нужно мыть, монтировать на остекленных поверхностях различные приспособления. Подобные устройства, безусловно, пригодятся различным службам, спасающим людей из многоэтажных зданий, например, тем же спасателям и пожарным.
Читайте также: Чем чревато для планеты создание супермозга