Οι σαύρες Gecko φημίζονται για το ότι έχουν πόδια που τους επιτρέπουν να σκαρφαλώνουν εύκολα σε κάθετες επιφάνειες. Το Gecko αποκτά αυτή την φαινομενική υπερδύναμη από εκατομμύρια μικροσκοπικές δομές που μοιάζουν με τρίχες στα δάχτυλα των ποδιών του.
Προς το παρόν, οι επιστήμονες έχουν μεγεθύνει τις εικόνες ώστε να μπορούν να βλέπουν ακόμη καλύτερα αυτές τις δομές, που ονομάζονται setae, και έχουν ανακαλύψει ότι καλύπτονται με ένα εξαιρετικά λεπτό φιλμ από υδατοαπωθητικά μόρια λιπιδίων, πάχους μόνο ενός νανόμετρο.
Ερευνητές στο Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας – NIST ανέλυσαν την επιφάνεια χρησιμοποιώντας ακτίνες Χ υψηλής πυκνότητας που εκπέμπονται από έναν τύπο επιταχυντή σωματιδίων που ονομάζεται σύγχροτρο (sincrotron). Το μικροσκόπιο σύγχροτρον έδειξε ότι τα μόρια λιπιδίων ευθυγραμμίζουν την επιφάνεια σε πυκνά, διατεταγμένα δίκτυα.
Τα λιπίδια μπορούν να παίξουν ρόλο σε αυτή τη διαδικασία επειδή είναι υδρόφοβα, δηλαδή απωθούν το νερό. «Τα λιπίδια θα μπορούσαν να λειτουργήσουν για να απομακρύνουν το νερό από κάτω από τις σπάτουλες, επιτρέποντάς τους να έρθουν σε στενότερη επαφή με την επιφάνεια», δήλωσε ο φυσικός και συν-συγγραφέας Tobias Weidner του Πανεπιστημίου Aarhus στη Δανία. «Αυτό θα βοηθούσε αυτές τις σαύρες να διατηρήσουν την πρόσφυσή τους σε υγρές επιφάνειες».
Οι setae και οι σπάτουλες παρασκευάζονται από έναν τύπο πρωτεΐνης κερατίνης παρόμοια με αυτή που βρίσκεται στα ανθρώπινα μαλλιά και νύχια. Είναι εξαιρετικά ευαίσθητα. Οι ερευνητές έδειξαν ότι οι ίνες κερατίνης είναι ευθυγραμμισμένες προς την κατεύθυνση της ρίζας, κάτι που θα μπορούσε να τις βοηθήσει να αντισταθούν στην τριβή. «Το πιο ενδιαφέρον πράγμα για μένα σχετικά με αυτό το βιολογικό σύστημα είναι ότι τα πάντα είναι τέλεια βελτιστοποιημένα σε κάθε κλίμακα, από μακρο σε μικρο και μοριακό», είπε ο βιολόγος και συν-συγγραφέας Stanislav Gorb του Πανεπιστημίου του Κιέλου στη Γερμανία. «Αυτό μπορεί να βοηθήσει τους βιομιμητικούς μηχανικούς να ξέρουν τι να κάνουν στη συνέχεια».
Τα Geckos έχουν εμπνεύσει πολλά προϊόντα, συμπεριλαμβανομένων αυτοκόλλητων ταινιών με παρόμοιες μικροδομές. Η κατανόηση των μοριακών χαρακτηριστικών θα μπορούσε να οδηγήσει τους εφευρέτες που βρίσκουν έμπνευση στη φύση – μια έννοια που ονομάζεται βιομιμιτική – να καταλήξουν σε ακόμα καλύτερα μοντέλα.
Οι setae παρέχουν ισχύ σύνδεσης επειδή είναι εύκαμπτες και προσλαμβάνουν τα μικροσκοπικά περιγράμματα οποιασδήποτε επιφάνειας στην οποία σκαρφαλώνει το Gecko. Ακόμη και οι μικρότερες δομές στα άκρα των συνόλων, που ονομάζονται σπάτουλες, κάνουν τόσο στενή επαφή με την επιφάνεια που τα ηλεκτρόνια και στα δύο υλικά αλληλεπιδρούν, δημιουργώντας έναν τύπο έλξης που ονομάζεται δυνάμεις van der Waals. Για να ελευθερώσει το πόδι του, το οποίο διαφορετικά θα μπορούσε να κολλήσει, ο Gecko αλλάζει τη γωνία των σετ, διακόπτοντας αυτές τις δυνάμεις και επιτρέποντας στο ζώο να κάνει το επόμενο βήμα.
Μετάφραση: Μικαέλα Λαμπρινίδου
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου