Ученые создали супер скотч
Поверхность созданного учеными материала с разных ракурсов (вещество: поливинилсилоксан). Фото: Gorb et al.
Ученые из института Макса Планка и американского университета Case Western Reserve создали структурированный материал, который по клейкости в два раза превосходит стандартные ленточные скотчи (или липкие ленты). При этом новый адгезив является многоразовым, не содержит клей, его можно использовать даже на пыльных поверхностях, а также мыть с водой и мылом.
Исследователи назвали его «липкая лента насекомого» (insect tape), так как клейкие свойства были получены в результате изучения микроструктур лапок более 300 различных видов членистоногих.
О создании этого материала исследователи думали уже достаточно давно, хотя тогда главным идейным вдохновителем считали геккона.
«Разработанная нами липкая лента обладает самой высокой (среди аналогов) сцепляемостью с поверхностью, кроме того, у нее самый длительный срок службы (несколько тысяч циклов адгезии)», — рассказывает один из авторов исследования Станислав Горб, — если же она испачкается и потеряет часть своих свойств, то ее можно промыть в мыльной воде, что вернет ей начальную липкость».
Робот Mini-Whegs 7 на вертикальной стеклянной стене: на «ногах» из обычной офисной липкой ленты (слева), на конечностях из полимера с микроструктурой (справа). Вес Mini-Whegs составляет 120 граммов. Фото: Daltorio et al.
На сегодняшний день ученые выяснили, что все известные нам животные по принципу прикрепления к поверхности делятся на два типа: с помощью гладких подушечек или с помощью щетинистых поверхностей (и те, и другие способны приспосабливаться к рельефу поверхности). Исследователи из MPI и Case Western Reserve остановились на изучении последних (более распространенных среди биологических видов) и выяснили, что щетинки на лапках насекомых расположены очень близко друг к другу и варьируются по длине (от нескольких микрометров до нескольких миллиметров). Затем оказалось, что такая иерархия позволяет получить максимальное сцепление с поверхностью.
Создавая материал с множеством равноотстоящих «волосков», ученые получили еще одно преимущество – устойчивость к пыли. Ее частицы просто «тонут» в промежутках между щетинками. Грибовидные кончики «отростков» позволяют новой липкой ленте закрепиться на неровной поверхности, даже если на ней присутствуют трещины.
Так как волокна щетинок материала — гибкие, «липкая лента» приклеивается и отклеивается множество раз. Во время отклеивания «волоски» растягиваются, а затем отрываются от поверхности (как присоски).
«Прочность сцепления (или сила адгезии) насекомых, пауков и гекконов на гладкой стеклянной поверхности составляет примерно 100 кПа. Наш материал демонстрирует значение в 60 кПа», – с гордостью добавляет Горб.
Сейчас ученые проводят эксперименты с новым материалом, используя его в качестве креплений для робота Mini-Whegs, преодолевающего стеклянные препятствия. Новую ленту можно будет использовать и в других областях, например, для манипулирования различными стеклянными линзами.
О своих успехах авторы рассказали в своей статье в журнале Bioinspiration & Biomimetics.
Источник: Membrana.ru
Поддержите нас!
Каждый день наш проект старается радовать вас качественным и интересным контентом. Поддержите нас любой суммой денег удобным вам способом!
Поддержать
Во время прямой трансляции парада Фалуньгун платформу для обмена видео атаковали китайские хакеры
