Гранит науки - 2000-06-15

Американские ученые открыли механизм передвижения ящерицы геккона по гладкой вертикальной поверхности - это не присоски и не выделение клейкого вещества, но нечто, заставившее задуматься инженеров компании ICRobotics У микрофона Марина Аствацатурян! Как сообщает со ссылкой на журнал Nature агентство Информнаука, ученые из Калифорнийского и Стенфордского Университетов - Рон Феринг и Томас Кенни , соответственно, впервые измерили связывающую силу , которая позволяет ящерице взбираться на отвесную стеклянную стену. Но прежде зоологи посмотрели на лапку геккона под микроскопом и обнаружили , что она покрыта мельчайшими волосками, диаметр которых в десять раз меньше, чем диаметр человеческого волоса . На кончике каждого волоска находятся сотни и тысячи мельчайших подушечек, размером всего лишь в пять миллионных долей сантиметра. Они соприкасаются с поверхностью настолько плотно, что, по-видимому, в силу вступают слабые взаимодействия между молекулами поверхности и молекулами подушечек. Исследователи считают, что гекконы прикрепляются за счет так называемых сил Ван-дер-Ваальса - исключительно слабых взаимодействий, существующих между молекулами при их тесном контакте и возникающих из-за того, что постоянно изменяющее свою конфигурацию электронное облако каждого атома или молекулы поляризует соседние атомы или молекулы и делает возможным их взаимное притяжение. Сила такого притяжения убывает с расстоянием, однако суммарный эффект слабых взаимодействий велик и, предположительно, достаточен для удержания ящерицы , например, на потолке с помощью всего лишь одного пальца.

Прикрепиться к чему-нибудь не так уж сложно, труднее от этого избавиться, - отмечает еще один участник исследования Келлар Отум. - Бегущий геккон должен прикреплять и отрывать свои лапки от поверхности 15 раз в секунду. Теперь мы знаем, как он умудряется делать это с такой скоростью". Чтобы измерить силу, возникающую, когда один волосок прикрепляется к поверхности, было разработано микроскопическое устройство, позволяющее измерить силу, которая возникает при прикреплении к поверхности, и сделан прибор, измеряющий силу при отсоединении. Оказалось, что если кончик волоска просто касается поверхности, то он немедленно от нее отсоединяется. Таким образом, только силой трения объяснить наблюдаемый эффект нельзя. Если же прижимать и отталкивать волосок, имитируя движение лапки геккона, то связывающая сила будет больше в 600 раз. Точно также простого отталкивания недостаточно для отсоединения лапки. Но если волосок наклонить вперед под углом 30 градусов, он легко отсоединяется от поверхности, что и делает геккон . Сейчас исследователи пытаются сконструировать искусственные волоски, чтобы попробовать способ прикрепления гекконов - он может принести пользу в таких областях как мытье окон в высотных зданиях или подводные работы и космические исследования.