Οι αξιοπρόσεκτες συγκολλητικές δυνατότητες των gecko και των μυδιών έχουν συνδυαστεί για να δημιουργήσουν ένα έξοχο-κολλώδες υλικό
Αντίθετα από άλλες κόλλες που εμπνέονται από τα ευκίνητα ερπετά, η κόλλα geckel μπορεί να εφαρμοστεί τόσο σε υγρές όσο και σε ξηρές επιφάνειες. Η ομάδα που ανέπτυξε το υλικό μας λέει περισσότερα.
Η συγκολλητική της δύναμη προέρχεται από την επένδυση της ινώδους σιλικόνης, παρόμοιας στη δομή με το πόδι ενός gecko, με ένα πολυμερές σώμα που μιμείται την «κόλλα» που χρησιμοποιείται από τα μύδια.
Οι ερευνητές δηλώνουν στο περιοδικό Nature πως η κόλλα geckel θα μπορούσε να έχει και ιατρικές εφαρμογές.
«προβλέπω ότι οι κολλητικές ταινίες που έγιναν από το geckel θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να αντικαταστήσουν τις συρραφές για την περάτωση πληγών, και μπορούν επίσης να είναι χρήσιμες ως αδιάβροχη κόλλα για τους επιδέσμους και τα επιρράμματα φαρμάκων,» είπε ο καθηγητής Phillip Messersmith από το βορειοδυτικό πανεπιστήμιο του Evanston, κοντά στο Σικάγο, στις ΗΠΑ.
«Ένας τέτοιος επίδεσμος θα παρέμενε σταθερά συνδεμένος με το δέρμα κατά τη διάρκεια του λουσίματος αλλά θα επέτρεπε την εύκολη αφαίρεση επάνω στη θεραπεία. »
Άλλες ερευνητικές ομάδες ισχυρίζονται ότι έχουν παραγάγει ήδη ένα υλικό βασισμένο από την ικανότητα κράτησης της σαύρας gecko σε κάθετες επιφάνειες το οποίο λειτουργεί άψογα κάτω από το νερό.
Μικροσκοπικές δυνάμεις
Οι σαύρες gecko έχουν μια απίστευτη δυνατότητα να κολλούν σε επιφάνειες. Μερικές μελέτες αναφέρουν πως μπορούν να κρατήσουν βάρος αρκετά μεγαλύτερο από το βάρος του σώματός τους.
Το 2000, ένα πανεπιστήμιο της ομάδας Καλιφόρνιας κατέδειξε ότι η προσκόλληση οφειλόταν στις πολύ αδύνατες διαμοριακές δυνάμεις που παρήχθησαν από τα δισεκατομμύρια των τριχιδίων, γνωστά ως setae, τα οποία υπάρχουν σε κάθε πόδι των σαυρών gecko.
Αυτές οι δυνάμεις «van der Waals» προκύπτουν όταν μικρά άνισα ηλεκτρικά φορτία γύρω από τα μόρια προσελκύουν το ένα το άλλο.
Η συσσωρευτική δύναμη έλξης των δισεκατομμυρίων setae επιτρέπει στα geckos να κρατούνται, να τρέχουν επάνω τους τοίχους και ακόμα να κρέμεται ανάποδα σε γυαλί.
Το γκέκο απελευθερώνει το πιάσιμό του μόνο όταν ανασηκώνει το πόδι του από την επιφάνεια.
Το νέο υλικό geckel εκμεταλλεύεται αυτήν την δυνατότητα αλλά και την συνδυάζει με τη δύναμη κόλλησης των μυδιών.
Αποτελείται από μια βάση πυκνά συσκευασμένων τριχιδίων setae σιλικόνης που ντύνεται με ένα πολυμερές σώμα το οποίο μιμείται τα αμινοξέα που βρίσκονται στις κόλλες των μυδιών.
«Διάβαζα μια ερευνητική εργασία για την απουσία της προσκόλλησης στα geckos όταν είναι κάτω από το νερό και τότε μου ήρθε η ιδέα: ίσως θα μπορούσαμε να εφαρμόσουμε τα όσα ξέρουμε για τα μύδια για να επιτύχουμε την προσκόλληση τύπου γκέκο και κάτω από το νερό,» είπε ο καθηγητής Messersmith
Διάφορα τέστ κατέδειξαν ότι το υλικό μπορούσε να κολλάει και να ξεκολλάει για περισσότερο από 1.000 φορές, ακόμα και όταν χρησιμοποιούνταν κάτω από το νερό. Οι ερευνητές είπαν ότι άλλα υλικά είχαν καταφέρει μόνο «μερικούς κύκλους επαφών».
Η αφαίρεση του πολυμερούς επιστρώματος μείωσε δραστικά την αποδοτικότητά της.
Η κολλώδης ταινία
Το να δημιουργήσεις έναν φτηνό, μαζικής παραγωγής υλικό κόλλησης που να μιμείται τη δύναμη κόλλησης της σαύρας γκέκο, είναι ένας από καιρό στόχος των επιστημόνων.
Το 2003, μια ομάδα από το πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ, UK, παρήγαγε μικρές ποσότητες μιας κολλώδους ταινίας gecko.
Παρήχθη χρησιμοποιώντας λιθογραφία με ακτίνες ηλεκτρονίου, μια διαδικασία στην οποία μια ακτίνα των ηλεκτρονίων χαράζει τα σχέδια σε μια επιφάνεια.
Η ίδια τεχνική χρησιμοποιείται για να κάνει την κόλλα geckel, αλλά είναι ακριβή και δύσκολα μπορεί να εφαρμοστεί σε μεγάλη κλίμακα για μαζική παραγωγή.
Παραδείγματος χάριν, τα κομμάτια του geckel που χρησιμοποιήθηκαν στα πιο πρόσφατα πειράματα ήταν ακριβώς 60 νανόμετρα (τρισεκατομμυριοστά ενός μέτρου) στη διάμετρο.
«Έχουμε καταδείξει μια απόδειξη για το concept,» είπε ο καθηγητής Messersmith.
«Η πρόκληση θα είναι από τη μια να κλιμακωθεί τεχνολογικά το προϊόν και από την άλλη να έχει ακόμα τη συγκολλητική συμπεριφορά της κόλλας geckel. »
Αλλά πέρυσι, οι ερευνητές στα αεροδιαστημικά και αμυντικά σταθερά συστήματα BAE, αύξησαν τις ελπίδες της μαζικής παραγωγής όταν επέδειξαν τις πλαστικές λωρίδες εκατοστού, γνωστές ως συνθετικό Gecko.
Κολλώδες ασβεστοκονίαμα
Χρησιμοποιώντας μια τεχνική γνωστή ως φωτολιθογραφία, κοινή στη βιομηχανία πυριτίου, ήταν πλέον σε θέση να αυξήσουν κατακόρυφα την παραγωγή.
«Έχουμε πλέον τώρα μεγάλα κομμάτια,» είπε ο Δρ Sajad Haq, ένας ερευνητής επιστήμονας στο κέντρο προηγμένης τεχνολογίας στο Μπρίστολ, στη Μεγάλη Βρετανία.
Δεν ήταν σε θέση να αποκαλύψει το ακριβές μέγεθος των φύλλων αυτών δεδομένου ότι η επιχείρηση έχει υποβάλει αίτηση για τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας στο υλικό.
Επίσης είπε ότι είχαν βελτιστοποιήσει το σχέδιο του τύπου νάυλον υλικού, το οποίο καλύπτεται με τα εκατομμύρια των μικροσκοπικών σαν μανιτάρια τριχιδίων.
«Το υλικό πλέον λειτουργεί σε τραχιές και υγρές επιφάνειες και κάτω από το νερό» είπε.
«Το υλικό που χρησιμοποιούμε είναι ακόμα ένα απλό σύστημα,» είπε. «Δεν έπρεπε να κάνουμε κάτι σύνθετο για να εξασφαλίσουμε ότι λειτουργεί υποβρυχίως. »
Επίσης είπε ότι, όπως η κόλλα geckel, έτσι και το συνθετικό Gecko θα μπορούσε να επαναχρησιμοποιηθεί επανειλημμένως.
Μόλις κατοχυρωθεί με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας, η εταιρία προγραμματίζει να χρησιμοποιήσει το υλικό για μια σειρά εφαρμογών από μπαλώματα επισκευής για τάνκς, αεροσκάφη και υποβρύχια ρομπότ.
«Γίνεται όλο και περισσότερο πρακτικό,» είπε. «Φτάνει
πολύ κοντά σε ένα επίπεδο υψηλής λειτουργικότητας. »
Πηγή: news.bbc.co.uk
Μετάφραση:
webm...@reptilesalonica.com
