Geckos klebrige Geheimnis? Sie hängen von Toe Haare

Geckos sind bekannt für ihre Fähigkeit zu skalieren senkrechte Wänden und sogar kopfüber hängen, und jetzt verstehen Wissenschaftler mehr über wie der erfahrene Kletterer diese Schwerkraft trotzende Kunststücke hinkriege: Geckos können schnell verwandeln die Klebrigkeit ihrer Füße ein- und ausschalten, eine neue Studie findet.

Gecko Zehen sind gut erforscht und ihre klebrigen Eigenschaften haben einige unglaubliche Technologie inspiriert, wie z. B. Stich-freie Möglichkeiten zur Abdichtung, Wunden und klebrige handheld Paddel, die Soldaten helfen können Wände eines Tages skalieren. Für die letzte Dekade entwickeln Forscher synthetische Klebstoffe mit nanoskaligen Fasern entwickelt, um borstigen Gecko Zehen zu imitieren.

Aber neue Forschung auf die Feinheiten der Gecko Adhäsion zeigt, dass die Natur ist immer noch schneller als Wissenschaftler im Labor. [Biomimetik: 7 Technologien von der Natur inspiriert]

Geckos können Oberflächen bleiben, weil ihre bauchigen Zehen in Hunderten von mikroskopisch kleinen Härchen genannt Seten abgedeckt sind. Jede Seta spaltet sich in Hunderte von noch kleineren Borsten genannt Spatulae ab. Wissenschaftler wussten bereits, dass die Büschel von winzigen Härchen kommen so nahe an die Konturen in Wänden und decken, die Van-Der-Waals-Kraft einsetzt. Diese Art der physikalischen Bindung geschieht, wenn die Gecko-Haar-Molekülen Elektronen und die Wand-Molekülen Elektronen miteinander interagieren und eine elektromagnetische Attraktion zu schaffen.

Jetzt Forscher, wie ein Gleichgewicht der Kräfte entdeckt haben, die auf der Gecko und der Winkel der seine Zehe Haare tragen Sie die Kreatur kleben Erfolg. Das System macht es möglich für Geckos kleben und ihre Füße so schnell abzuziehen, die sie können huschen über Oberflächen bei 20 Körperlängen pro Sekunde.

"Ein Gecko per definitionem ist nicht klebrig – er muss etwas tun, um sich klebrig" Studie leitende Autor Alex Greaney, Professor für Maschinenbau an der Oregon State University in Corvallis, sagte Live Science. "Es ist diese unglaubliche Synergie von Flexibilität, Winkel und die Erweiterbarkeit der Haare, die es möglich macht."

Greaney und ein Team von Forschern erstellt ein mathematisches Modell, das zeigt, wie Seten Winkel und die Kräfte, die auf ein Gecko zu handeln, wie sie klettert um zart aber oho kleben zu interagieren.

Die Borsten sprießen aus dem Boden ein Gecko-Füße nicht in einem 90-Grad-Winkel senkrecht nach oben stehen, aber stattdessen verzweigen sich in einem schrägen Winkel. Das mathematische Modell zeigt, dass die Haare in einem Winkel zur horizontalen näher zu biegen, erhöht sich die Fläche, der die Geckos halten können, und die Geckos können mehr Gewicht unterstützen.

Borsten sind auch ultraflexible. Wenn ein Gecko auf eine andere Oberfläche springt oder schnell Richtung ändert um ein Raubtier zu entkommen, müssen seine Zehe Haare absorbieren große Mengen an Energie und leiten Sie ihn. Die Flexibilität und Dehnbarkeit der Borsten helfen, leiten die Energie und machen es möglich, dass Geckos an Oberflächen in einem beliebigen Winkel überqueren, es sei denn, die Oberfläche in zu viel Feuchtigkeit bedeckt ist, in diesem Fall werden ihre kleben Kräfte reduziert und ihre Füße beginnen rutschen. Seten, dass sind auch flexibel oder Borsten, die zu lang sind verheddern würden oben und Geckos zu rutschen und fallen weg von den Oberflächen verursachen, sagte Greaney.

Das Modell zeigte auch, dass Geckos in der Lage sind, die Kraft von Schwerkraft auszugleichen, durch eigene Kraft an einer Wand; Sie können Presse und schieben Sie ihre Füße in Richtung ihres Körpers und ziehen ihre Füße über Oberflächen ohne zu fallen. Greaney sagte, dass der nächste Schritt ist, die Rolle zu erkunden, die Reibung spielt.

Details der Forschung wurden veröffentlicht im Journal of Applied Physics (Aug. 12) heute.

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