Щетина, позаимствованная у гекконов, позволит ходить по стенам

Возможность соперничать с ящерицей гекконом и ходить по стенам и потолку становится более реальной. Ученые в Калифорнии задумались над тем, как создать материал, покрытый синтетической щетиной, имеющей свойства таковой у гекконов. Если инженерам удастся создать материал, который позволит имитировать невероятные способности маленькой ящерицы, количество способов его применения будет бесконечным.

Например, мы могли бы сделать нескользящую обувь для спортсменов или шины, которые в любую погоду обеспечивают лучшее сцепление с дорогой. В Голливуде актеры, играющие супергероев вроде Человека-паука или Нео из "Матрицы", могли бы подниматься по стенам и ходить по потолку, не заставляя студии прибегать к услугам компьютерной графики.

Щетина на лапках гекконов позволяет им удерживаться практически на любой поверхности, гладкой и шероховатой, мокрой и сухой. Кончики щетины настолько клейкие, что гекконы могут висеть на потолке, удерживаясь лишь одним пальцем. Но еще в прошлом году вопрос о том, почему щетина такая клейкая, вызывал множество споров. Некоторые считали, что на ее поверхности происходят химические реакции. Но затем Рон Феаринг и его коллеги из университета Калифорнии показали, что причиной клейкости являются силы межмолекулярного взаимодействия, которые называются силами ван дер Ваальса.

Микроскопические выпуклости Группа Феаринга показала, что две микроскопических полимерных выпуклости примерно такого же размера, как в щетине, позволяют приклеиваться так же крепко, как и щетина гекконов. Хотя по отдельности сила каждой щетинки невелика, в сочетании они и дают ящерицам потрясающую способность удерживаться на любой поверхности.

Сейчас входящий в группу Феаринга инженер по имени Метин Ситти из университета Карнеги Меллон в Питтсбурге создал несколько образцов щетины на полимерной основе. Пока они недостаточно сильны, чтобы удержать взрослого человека на потолке, но ученые постепенно к этому приближаются. По словам Ситти, в настоящее время с помощью щетины они могут удерживать на потолке вес в пять килограммов, но синтетическую щетину постоянно совершенствуют.

Чтобы воспроизвести щетину гекконов, говорит Ситти, необходимо понять важность формы и ориентации волосков. Недостаточно покрыть плоскую поверхность множеством выпуклостей: чтобы возникла необходимая сила притяжения, они должны взаимодействовать с крошечными выпуклостями на поверхности. У корня диаметр щетинки составляет десятые доли микрона. Но на конце щетинка разделяется на множество еще более тонких волосков, диаметр каждого из которых составляет сотые доли микронов, заканчиваются они плоскими лопаточками. Лопаточки могут гнуться и приспосабливаться к поверхности стены на молекулярном уровне, максимально увеличивая действие сил ван дер Ваальса

Восковая форма Сейчас Ситти совершенствует способы имитации щетины. Например, он изготовил щетинки, используя высокое разрешение электронного микроскопа. Они были вдавлены в восковую форму, которую затем заполнили жидким полимером. Это позволило создать щетинки нужного размера. Каждая из них обладает такой же силой сцепления, что и щетина геккона, а общий эффект зависит от того, сколько из них установят контакт и какова будет их плотность на единицу площади. Но, по его словам, расстояние между щетинками нельзя уменьшать бесконечно. "Если поставить их слишком близко, они будут цепляться друг за друга".

В планах Ситти на будущее — создание лазающих роботов для космических исследований. Он представляет себе исследователей других планет, способных влезать на любую неизвестную поверхность, вне зависимости от условий, или роботов, которые могут обходить космический корабль снаружи, проверяя, нет ли таких повреждений, как потеря защитных плиток теплового щита или пробоина в крыле.

Дункан Грэхэм-Роув, New Scientist