Что общего у лапы геккона с технологиями будущего?

Божья коровка без труда ползает по гладкому оконному стеклу, а геккон бегает по потолку. Природа наделила их особой техникой сцепления с поверхностью. Эту уникальную технику изучает профессор Станислав Горб и его коллеги в Киле.

Mаленькая центрифуга медленно начинает вращаться. Сидящая в ней божья коровка продолжает ползать по барабану. Темп вращения увеличивается, и жучок больше не двигается, кажется, что он приклеился. Барабан крутится все быстрее и быстрее, частота вращения достигает уже почти 2500 оборотов в минуту,  а божья коровка все еще держится на поверхности. Но при частоте вращения 3000 оборотов в минуту он все-таки отлетит от поверхности так называемой „карусели“ – прибора, с помощью которого ученые изучают силу сцепления с поверхностью этого насекомого.

„Клейкие“ жучки

Божья коровка — не единственное живое существо, способное без видимых усилий удерживаться на отвесных гладких поверхностях. Это свойственно большинству насекомых, хотя практически каждый их вид обладает своей особой техникой сцепления. Одни выделяют специальную жидкость, у других лапки прикрепляются к поверхности, будто при помощи крошечных липучек. Одни могут удержаться лишь на определенных видах поверхности, а другим это удается везде.

Разнообразие возможностей сцепления изучает профессор Станислав Горб в университете Киля. Объектами его исследований являются жуки, пауки и саранча. Ученый хочет выяснить, какой сцепляемостью обладают отдельные поверхности, и как можно соединять различные материалы.

Вопреки силе земного притяжения

Ползающего по стенам и потолкам геккона видел, наверное, каждый. Издалека геккон – просто симпатичная ящерица с присосками на лапках. На самом же деле стопа геккона состоит из тонких пластинок, на которых – крохотные волоски. На концах волоски разделяются на еще более крошечные ворсинки. Всего таких мини-ворсинок на лапах геккона – миллиарды, каждый – толщиной всего в 200 нанометров.

Эти волоски укладываются на поверхность, по которой ползет геккон, и чем глаже ее структура, тем лучше. При этом действуют силы межмолекулярного взаимодействия.

Волшебное слово „бионика“

Действующую в этом случае совокупность явлений человек хочет использовать в своих целях. Бионика — это технология будущего. Чем глубже ученые проникают в микроскопические разделы природного мира, тем больше секретов они узнают. Чем дальше продвигается вперед  нанотехника, тем проще ученым имитировать существующие в природе мельчайшие структуры.

Уже сейчас профессору Горбу и его коллегам удалось разработать клейкую ленту, которая имитирует способность лап геккона сцепляться с поверхностью. Эта лента, названная учеными „гекко-скотч“, прилипает к гладким поверхностям, и ее можно использовать неограниченное количество раз. При этом она выдерживает значительный груз: ею можно, например, прикрепить к оконному стеклу молоток.

Роботы-уборщики и новое оружие против насекомых-вредителей

В Техническом университете города Ильменау в Тюрингии эта клейка лента уже проходит испытание на мини-роботах. С помощью „гекко-скотча“ роботы передвигаются по гладким отвесным поверхностям. Цель проекта – разработать роботов, которые могли бы проводить очистку шахт или фасадов домов.

Данные, полученные на основе исследований характеристик насекомых, могут оказаться полезными и в сфере защиты растений. Например, при помощи опрыскивания можно было бы изменять поверхность листа таким образом, чтобы насекомое-вредитель не могло бы на нем удержаться.

Человек — геккон: дело недалекого будущего?

Профессор Горб и его коллеги движимы идеей создания искусственных структур по образу и подобию живой природы. Можно ли разработать технологию, позволяющую не прибивать, а приклеивать полки к стене? Скреплять между собой автомобили или самолеты? А может, и сам человек научится когда-нибудь подниматься по стенам, как паук или геккон?

Но для того, чтобы научиться копировать природу, необходимо проникнуть в самую суть ее явлений. А для этого ученым придется приложить еще немало усилий.