Jön a szintetikus gekkótalpszőr

Kellar Autumn biológus, a portlandi Lewis & Clark főiskola munkatársa az Associated Pressnek adott interjújában reményét fejezte ki, hogy a gekkók segítségével kifejlesztett eljárással egy nap talán még a Pókemberre is ráverhetnek egy kört, legalábbis tapadás terén. Autumn tanulmánya kedden jelent meg a Proceedings of the National Academy of Sciences című lapban.

Fontos a szög

Már Arisztotelész is említést tett az időszámításunk előtti negyedik században a kisméretű hüllők rendkívüli képességeiről, de a tudósoknak egészen a közelmúltig fejtörést okozott, hogy pontosan milyen trükkel képesek a gekkók a lehető legsimább felületekre is felmászni.

A kutatók azonban két éve rájöttek, hogy a gekkók a talpukon lévő apró szőrök, és az anyagi részecskék között fellépő gyenge molekuláris kölcsönhatás, az ún. van der Waals-erő segítségével tapadnak fel a plafonra. Ezeknek az állatoknak ugyanis több millió mikroszkopikus szőrszál található a talpukon, és mindegyiknek a vége 1000-felé ágazik el; ezek a végződések már annyira aprók, hogy hagyományos mikroszkóppal nem is láthatók, megfigyelésükhöz elektronmikroszkóp kell.

A szőrpamacsok és a felszín molekuái között gyenge vonzóerő lép fel, ezért a gekkó gyakorlatilag bármilyen felülethez képes odatapasztani lábát. A rögzítés a másodperc kevesebb mint nyolcezred része alatt jön létre, a leválasztáshoz ennek az időnek a fele is elég. Autumn szerint különösen fontos az a szög, amit az apró szőrszál a felülettel bezár. Amikor a gekkó elmozdítja a lábát, és a szőröcskék felülettel bezárt szöge nagyobb lesz 30 foknál, a talp leválik.

Műszőr

Autumn a Berkeley, a Stanford és a Santa Barbara-i egyetem kutatóival közösen elkészítette a gekkó talpán található szőrök mesterséges utánzatát. A műszőrt két különösen sima felületen próbálták ki, ezeket az anyagokat a számítógépes iparban félvezető chipek előállítására használják.

Mindkét felület lehetővé tette a van der Waals-erők működését, de a szilíciumalapú chip készítésére használt anyagon működtek a kapilláriserők is, míg a gallium-arzenid chipekhez használt anyag mindenféle folyadék hatását megakadályozta. A korábbi felfedezés ellenére ugyanis még voltak viták arról, hogy a gekkók nedvesítik-e a lábukat a tapadáshoz (ekkor lépnének életbe a kapilláriserők), vagy pusztán a van der Waals-erőt alkalmazzák. Ez a kísérlet fényesen bebizonyította a második elmélet helyességét, ugyanis a műszőr mindkét felülethez egyformán tapadt.

A szintetikus gekkótalpszőr segítségével a jövőben például olyan robotokat lehetne készíteni, amelyek bármilyen felületen képesek közlekedni. De a felfedezésnek a mindennapi életben is lehet haszna, például olyan ragtapaszok állíthatók majd elő, amelyek erősen tapadnak, viszont nem ragadnak, amikor leveszik őket.