Сайт о нанотехнологиях #1 в РоссииУченые создали «сверхприлипающую» поверхность
Уже несколько лет ученые пытаются повторить удивительные способности маленькой ящерицы – геккона. И вот, исследователям из Беркли удалось продвинуться еще на шаг в создании нового типа материала, который, возможно, позволит в будущем людям карабкаться по стенам с такой же легкостью, как это делает геккон.
Команде нанотехнологов из Калифорнийского Университета в Беркли (University of California) давно известно, почему геккону удается ползать по стенам. Все дело в миниатюрных волосках нанометровых размеров, расположенных на ногах рептилии. Они и обеспечивают прилипание ящерки к поверхности.
Рис. 1. Полимерная поверхность, имитирующая липкие части ноги геккона
Нанотехнологии сегодня могут обеспечить почти точное воспроизведение прилипающей поверхности ноги геккона, вот только ученые долгое время не могли подобрать необходимый для этого материал.
Ранее использовали даже кремниевые нано-волоски, полученные фотолитографической техникой, однако они не давали должного сцепления с поверхностью для прилипания.
В новом исследовании ученые взяли новый материал – жесткий полипропилен, из которого был сформирован «ковер» из нанонитей диаметром 600 нанометров, что в 100 раз меньше диаметра человеческого волоса.
Рис. 2. Тест нано-геккона на 400 граммовой гирьке
И, как ни странно, жесткий полипропилен показал лучшие результаты, чем все остальные материалы (кремний и ряд полимеров). Получившаяся пленка площадью около двух квадратных сантиметров может держать на вертикальной стеклянной поверхности груз до 400 грамм!
Это почти 1/6 от «прилипательной» силы геккона, и это максимум, что исследователи могут сегодня добиться от наноматериала. То есть пока природа лучше понимает в нанотехнологиях, чем ученые.
Но ученые не расстраиваются, так как полученный результат сообщает о том, в каком направлении должны развиваться дальше полимерные нанотехнологии.
Свидиненко Юрий
- Источник(и):
-
1. PhysOrg: The pitter patter of little feet climbing straight up a wall
- Войдите на сайт для отправки комментариев
хм… А как этот ковёр прилипает? Почему нановолоски – липкие?
…Как известно, лапки ящериц покрыты множеством волосков, которые соприкасаются со стеной по всей её очень неровной, в микроскопическом масштабе, поверхностью. Когда гекконы опускают лапу на какую-либо поверхность, расщепленные кончики волосков так плотно прилегают к ней, что начинают работать силы межмолекулярного взаимодействия. Обычно они крайне слабы, однако на микроскопических расстояниях ван-дер-ваальсовы связи оказываются очень сильными…
Подробнее см. здесь: http://www.nanonewsnet.ru/…ayut-prirode
А как геккон отдирает свои лапки от поверхности? Получается что сила отрыва должна превышать силу притяжения геккона землей? Точнее, раза в два больше, поскольку если он оторвет лапку одну лапку, другая должна его держать.
А поштучно, поштучно, по волоску. Не всю лапоньку сразу, а постепенно. Странно, я этого несчастного геккона с 2001 года преподаю, а он все в новостях. Улучшают потому что. Геккон стал широко наноизвестен потому, что это первое применение сильных вдВ в механике. Но удивительно в нем не это, а то, что геккон шастает и по мокрым, и по сухим стенкам. При этом работают разные физические принципы, о чем зверюшка, похоже, не задумывается.
Вы не очень внимательно прочитали ту заметку, на которую я уже ссылался. Там говорится по этому поводу:
«…При этом силы межмолекулярного взаимодействия исчезают, стоит лишь геккону потянуть лапку. Благодаря этому механизму ящерицы могут быстро перемещаться практически по любым поверхностям, будь то потолки или вертикальные стены…»
http://www.nanonewsnet.ru/…ayut-prirode
То есть когда волосок с лапы геккона находится ОЧЕНЬ близко к поверхности, то действуют сильные ван-дер-ваальсовские силы (чем ближе – тем сильнее). А как только он потянет на себя свою лапку, то эти силы тут же пропадают… И т.д. и т.п.
Это объяснение похоже на то, как Мюнхаузен вытаскивал себя за волосы из болота. Т.е. пока на лапку (от геккона) действует сила притяжения Земли она не отрывается, а вот стоит самому геккону приложить силу как силы Ван-дер-ваальса исчезают.