Seotud sisu
- Teadlased saavad selle geko-inspireeritud haaratsiseadme sisse lülitada või välja lülitada ühe välguga
Tore tokene geko. Foto: Ethan Knapp ja Alyssa Stark
Kõik, kes elavad troopilises riigis või on neid külastanud, on tõenäoliselt tuttavad geko hakkimismasinaga. Need sõbralikud väikesed sisalikud elavad kodudes ja džunglites, ulatudes Indoneesiast Tansaaniast Dominikaani Vabariigini. Need kerkivad esile pärast päikeseloojangut, kasutades ära oma nägemise nägemist - mis on inimese omast 350 korda võimsam - ning on kodudes ja hotellides oodatud külalised, kuna nad guugeldavad sääski ja muid putukakahjureid.
Neid värvikaid sisalikke armastavad lisaks kohalikele ka teadlased. Gekodel on sisalike ainulaadne võime juhtida tasaseid seinu ja hajutada lagesid, isegi kui pind on väga sile. Teadlased on aastaid selle võime üle hämmingus olnud ja kümned laborid on katsetanud gecko adhesiooni lootuses seda ülivõimsust rakendada potentsiaalseks kasutamiseks kõiges alates robootikast kuni kosmosetehnoloogiast kuni meditsiinini ja lõpetades gekkoteibiga.
Selgub, et geko varbad sisaldavad juustele sarnaseid struktuure, mis moodustavad mitme kontaktiga liidese, mis tähendab gekode haarduvust tuhandete pisikeste kleepuvate struktuuridega, mitte ühe ühtse jalana.
Lüngad jäävad siiski teadlaste arusaamadesse, kuidas gekojalad mõjutavad oma looduskeskkonna pindu, eriti kuivades ja niisketes oludes. Teadlased teavad, et geko varvaste padjad on ülihüdrofoobsed või vett tõrjuvad, kuid gekovid kaotavad oma võime klaasi külge kinni jääda, kui see märjaks saab. Miks nad lihtsalt ei tõrju vett ja klammerduvad allpool oleva klaaspinna külge? Samamoodi imestavad teadlased, kuidas gekod käsitlevad vihmahoogude ajal metsas märgade lehtedega.
Neid müsteeriume uurib uus väljaanne Proceedings of the National Academy of Sciences . Autorid otsustasid katsetada gekohaardumist mitmesuguste niiskete ja kuivade materjalidega, mis meelitavad ja tõrjuvad vett. Katsete tegemiseks ehitasid nad välja kuus tokkjat geko gekkosuuruste rakmetega. Nad paigutasid gekode neljale erinevat tüüpi materjalile, näiteks klaasile, plastikule ja vahajaste troopiliste lehtede jäljendamiseks mõeldud ainele. Pärast seda, kui sisalikel oli aega oma uue ümbrusega kohanemiseks, avaldasid teadlased gekode rakmete jaoks ühtlast survet, tõmmates vastassuunas, kus loomad kõndisid. Lõpuks ei saanud gekod enam klammerduda ja kaotasid oma haarde. See võimaldas meeskonnal mõõta loomade tõrjumiseks vajalikku kleepumisjõudu. Nad kordasid samu katseid ka väga niisketes tingimustes.
Autorid leidsid, et materjalid, mis on rohkem märguvad - osutades pinnale veemolekulide ligitõmbavust - seda vähem oli jõudu klammerduvate gekode haarde katkestamiseks. Klaasil oli uurijate poolt testitud pindade suurim niisutusaste ja gekodel libises märgklaas kergelt kuiva klaasiga. Kui see materjal märjaks saab, moodustab vesi õhukese, atraktiivse kile, mis hoiab ära geko pisikeste varbakarvade pinnaga kokkupuute.
Vahajaste lehtede madalad märguvusomadused võimaldavad gekodel luua tugeva haarde isegi vihmahoogude ajal, sest lehed tõrjuvad vett aktiivselt. Teadlased leidsid, et gekotid toimisid sama hästi ka lehti jäljendaval pinnal niisketes ja kuivades oludes.
Autorid järeldavad gekode kokkupuutel pindadega termodünaamilisest adhesiooniteooriast. Neid omadusi dikteerib Van der Waalsi jõud ehk gekovarvaste atraktiivsete ja tõrjuvate koosmõjude summa ning nende pindade omadused, millega nad kokku puutuvad. Niikaua kui need atraktiivsed jõud jõnksutavad, on gekodel õnne, et nad saavad haarde igast pinnast, millega nad kokku puutuvad, sõltumata sellest, kas see on märg või kuiv.
Kasutades oma tervete loomade haardumise tulemusi, leidsime, et niisked pinnad, mis on isegi nõrgalt võimaldavad geckoliimidesüsteemil funktsioneerida klammerdumisel ja tõenäoliselt ka liikumisel.
Meie avastused viitavad gekkokleepseemi mitmekülgsusele, mida varem ei arvestatud ja mis seab kahtluse alla huvitavad evolutsioonilised, ökoloogilised ja käitumuslikud prognoosid.
Lisaks sellele, et heita pilku sellele, kuidas geko kohanemised aitavad sisalikel looduskeskkonnaga toime tulla, arvavad autorid, et nende leiud aitavad kaasa uute sünteetiliste gekoprobotite kavandamisele, mis aitaksid ületada päriselus esinevate gekode "märja klaasiga Achilleuse kanna", mis on kasulik ehk pilvelõhkuja puhastamiseks. aknad, luurates kahtlustatavaid terroriste või vahetades lihtsalt raskesti ligipääsetavat lampi.
