Geckosi su potpuno inspirativni. Ne samo da su ovi gmazovi simpatični, šareni i vješti u prodaji automobila osiguranja, već je njihova super ljepljivost zbunjivala ljude već tisućama godina. Zahvaljujući ljepljivim stopalima i oštroj manipulaciji molekularnim vezama, gekoni se mogu lako penjati okomitim zidovima, pa čak i visjeti s površine. Sada su njihovi ljepljivi udovi nadahnuli novi uređaj koji bi mogao pomoći (Ljudi? Roboti? Ovdje bi željela imenica) pri uključivanju svjetla.
Povezani sadržaj
- Sada osoba može srušiti zid baš kao Gecko
- Geckos može kontrolirati kretanje dlaka na nožnim prstima
- Zašto Geckos ne skida lišće iz vlažne džungle ili stropove hotela
Nevjerojatne moći gekonskih stopala mistificirale su znanstvenike prije otprilike 15 godina. Tada su istraživači saznali da su ove životinje iskorištavale relativno slabu Van der Waalsovu silu da se prilijepe za površine i uklone se s lakoćom. Za razliku od jače magnetske sile, Van der Waalsova sila rezultat je neravnoteže naboja između različitih molekula, stvarajući labavu privlačnost. Korištenjem milijuna sitnih dlačica na nogama - od kojih se svaka može orijentirati u određenom smjeru i privući ih Van der Waalsova sila - gekoni mogu stvoriti snažnu, ali i reverzibilnu silu ljepljenja.
Prije pet godina zoolog Sveučilišta Kiel Stanislav Gorb iskoristio je uvid u gekonsku kosu kako bi stvorio silikonsku vrpcu toliko jaku da je komad veličine 64 četvorna inča lako mogao držati odraslu osobu pune veličine koja visi sa stropa. Za razliku od normalne vrpce, ona se također može odvojiti i učvrstiti više puta bez gubitka ljepljivosti. Krajem 2015. godine, Gorbov rad pomogao je dovesti do komercijalizacije "gekonske trake". Iako je proizvod dosad imao ograničenu upotrebu, može se naći u marki kanadskih hlača za jahanje koji će pomoći vozačima da ostanu u svojim sedlima, a pronašao je entuzijastičnog ulagača u osnivača PayPala Petera Thiela.
No, shvatanje što je gekonove noge postalo toliko ljepljivo riješilo je samo pola problema.
"Životinje se ne samo pričvršćuju, već se i [odvajaju] pomoću tih ljepljivih struktura", kaže Emre Kizilkan, doktor znanosti. student koji studira inženjerstvo materijala na Sveučilištu Kiel. Sve gekoni trebaju učiniti drugačije usmjeriti njihovo stopalo ili čak samo dlačice, a stopalo će se, na primjer, podići. Radeći pod Gorbom, Kizilkan je želio zamijeniti mišićne pokrete koje gekoni koriste za kontrolu njihove ljepljivosti nekom vrstom „prekidača“ koji bi ljudi lako mogli iskoristiti. Njeno rješenje: Svjetlost.
Uostalom, svjetlost je besplatan, čist izvor energije koji se može lako kontrolirati iz daljine. To ga čini "vrlo pogodnim za preciznu mikromanipulaciju", kaže Kizilkan.
Upotrebom već dostupne komercijalne geko trake, Kizilkan je pričvrstio vrpcu na film tekućih kristalnih elastomera - tvar izrađenu od polimernih lanaca koji se izdužuju kada su izloženi ultraljubičastoj svjetlosti. Izduživanje povlači umjetne dlake gekonskih traka u položaj u kojem gube privlačnost. Vrpca se zatim odvaja od onoga što je zalijepilo, prema članku objavljenom prošlog tjedna u časopisu Science Robotics .
Kada je izložena UV svjetlu, molekulska struktura koja se koristi u uređaju istraživača preoblikuje se, savijajući traku gekona s pričvršćenog predmeta. (Emre Kizilkan i Jan Strueben / Science Robotics) U videozapisima koje su napravili istraživači, njihov je "bioinspirirani fotokontrolirani mikrostrukturirani transportni uređaj" (BIPMTD) uspio pokupiti staklene ploče, pa čak i epruvete i lako ih ispustiti nakon što je na njega upalila UV svjetlost.
"Ovaj materijal može učiniti dvije stvari zajedno", kaže Kizilkan: i držati se i otpustiti. Zamišlja da se gekonska vrpca koja se aktivira svjetlom predstavlja blagodat za osjetljiv laboratorijski rad, industrijsku proizvodnju i možda čak za robote za prijevoz materijala. Kao samo jedan primjer, to se može koristiti za nošenje otrovnih kemikalija u epruvetu i sigurno njihovo spuštanje u drugo područje bez ljudske ruke. Ili bi to moglo dopustiti nekome da mjeri zid samo geko trakom i svjetlom. Spasilački roboti mogli bi jednog dana koristiti tu tehnologiju kako bi se popeli na oštećene zgrade i spasili ljude.
Suradnica Anne Staubitz, biokemičarka sa Sveučilišta u Bremenu, nada se da će u budućnosti raditi na modificiranju BIPMTD-a za upotrebu dužih, manje štetnih valnih duljina svjetla i nadamo se da će ići na razvoju proizvoda u sljedećih nekoliko godina.
Mark Cutkosky, sveučilišni istraživač sa Sveučilišta Stanford, koji nije bio uključen u ovo istraživanje, sjeća se da je vidio adheziju nadahnutu gekonom kontroliranom magnetskim, elektrostatičkim i drugim silama, ali ovo je prva upotreba svjetlosti koju je vidio. Iako voli vidjeti novi razvoj i potencijale koje on donosi, Cutkosky kaže da bi želio vidjeti više testova izdržljivosti BIPMTD-a i koliko dobro može dostići velike sile i utege koji bi se koristili u robotici i proizvodnji.
Aaron Parness, istraživač NASA-inog laboratorija za mlazni pogon za robotiku, pomogao je u dizajniranju geokko-nadahnute tehnologije koju bi astronauti mogli koristiti za postavljanje senzora i hodanje preko svemirskih letjelica bez glomaznih pojaseva. Parness se slaže s Cutkoskyem u vezi s izazovima koje bi BIPMTD trebao prevladati.
"Prije deset godina svi smo mislili da je izrada materijala nadahnutog gekonom najveći izazov - i bio je to veliki izazov -, ali u posljednjih nekoliko godina postalo je jasno da mehanizmi koje koristimo da bismo iskoristili gekone nadahnute Svojstva materijala također su vrlo velik izazov ", kaže Parness koja nije bila uključena u ovo istraživanje. "To je još jedan sustav pomoću kojeg možemo realizirati veliki potencijal ljepila gena nadahnutih."
