Falra lehet mászni az újfajta gekkótappancsokkal

Tenyérnyi méretű mesterséges gekkótalpakat fejlesztettek ki a Stanford kutatói, amelyek képesek megtartani egy felnőtt ember súlyát.

Falra lehet mászni az újfajta gekkótappancsokkal

A Mission: Impossible negyedik részében Tom Cruise egy pár kesztyű segítségével mássza meg kívülről a dubaji Burdzs Kalifa épületét. A Stanford kutatói valami nagyon hasonlót fejlesztettek ki a valóságban is: egy kézméretű tapadóeszközt hoztak létre, amely képes megtartani egy ember súlyát, és akár az üvegen is fel lehet mászni vele.

A gekkók akár a plafonon is képesek szaladgálni a talpukon található speciális mikro- és nanoszőröknek köszönhetően, amelyek révén tetszőlegesen növelhetik a tapadó felület nagyságát, van der Waals-féle kötések sokaságát alakítva ki a felület és saját lábuk molekulái között. Mivel viszonylagosan gyenge kötésekről van szó, felbontásuk is könnyű, így a hagyományos ragasztós megoldásokkal szemben a gekkó könnyedén leválasztja talpát a falról, hogy új helyre helyezze azt.

A szakértők évtizedek óta igyekeznek megfejteni és lemásolni az állatok különleges talpának működését, anyagok és szerkezetek sokaságával próbálkozva. Az eddigiek során azonban akadt egy nagy probléma: kis méretekben sokaknak sikerült hasonló hatású anyagokat létrehozni, a tapadóképesség azonban gyorsan veszít hatékonyságából, ha néhány négyzetmilliméternél nagyobb felületen akarták használni a fejlesztést. Ez egy olyan probléma, amelyet a gekkónak sem sikerült megoldania, mondják a kutatók. Az állatoknak mikro- és nanoszőreik mennyisége alapján 130 kilogrammot is képesnek kellene lenniük megtartani, ehhez képest elülső lábaikkal mindössze 2 kilogrammot tudnak a falra ragasztani.

A skálázási probléma gyökerét a jelek szerint az adja, hogy minél nagyobb a tapadó felület, annál kevésbé oszlik el rajta egyenletesen a megtartani kívánt tömeg által kifejtett terhelés, mondják a Stanford kutatói. A gekkó talpával is az a helyzet, hogy a falon futó állat felületet érő szőrszálai egyenetlenül terhelődnek: akadnak olyanok, amelyek maximális tapadást biztosítanak, és vannak olyanok is, amelyek alig kapaszkodnak a falba, annak ellenére, hogy pozíciójuk ezt megengedné. A szakértők tehát úgy vélték, hogy a tapadóképesség fokozásának titka a terhelés egyenlő elosztásában rejlik.

A kutatócsoport szilikonból készített a gekkó szőrszálaira hasonlító mikrostruktúrákat, majd ezek százezreit telepítették 24 bélyegméretű felületre. Az egyes elemeket ínszerű rugókkal kapcsolták össze, majd egy nyolcszögletű lapra rögzítették. Az összekötő rugóknak köszönhetően az egyes lapocskákat egy bizonyos szint fölött közel egyenlő terhelés éri. A tenyérnyi eszköz így olyan mértékű tapadást képes biztosítani, amilyet eddig csak néhány négyzetmilliméteren sikerült megvalósítani.

A mellékelt videón látható, hogyan vizsgázott élesben a mesterséges gekkótalp: Elliot Hawkes, a Stanford 70 kilogrammos doktorandusza egy több méter magas üvegfalat mászott meg vele. A tappancsok biztonságosan tartanak, ugyanakkor könnyű leválasztani őket a felületről, így ténylegesen alkalmazhatók arra, amire a gekkó is használja lábait. A fejlesztés egyik hátulütője, hogy a jelenlegi borítás csak sima, tiszta felületeken működik, a szakértők szerint ugyanakkor ez könnyen orvosolható: a legkülönbözőbb felületekre is ki lehet dolgozni hasonló, de némileg eltérő mikroszerkezetű talpakat, így a tapadórészt alkotó lapocskák lecserélésével bármilyen fal megmászhatóvá válhat.

A kutatócsoport jelenleg a NASA mérnökeivel együtt olyan robotokon dolgozik, amelyek tapadó foltokkal vannak ellátva, és ezek által képesek lehetnek például az űrszemét eltakarítására. Egy nemrégiben végrehajtott kísérlet során egy 2 apró gekkótappanccsal ellátott robot súlytalan környezetben képes volt napelemeinél fogva megragadni, lelassítani és más irányba fordítani egy 400 kilogrammos tömeget.

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward