Gamtos evoliucija ir vėl įrodinėja, jog yra nuveikusi milžinišką darbą tobulinant įvairias gyvosios gamtos savybės. Ir dažnai mokslininkams tereikia suprasti gamtinius mechanizmus, kad būtų galima sukurti unikalių parametrų gaminius. Štai ir šį sykį sukurti nauji lipukai (arba lipni juostelė) įprastiniu gaminių lipnumą viršija du kartus. Ir tai tik todėl, jog jų konstrukcija „nukopijuota“ nuo įvairiausių vabalų, sugebančių kaip niekur nieko ropinėti vertikaliu stiklu ar tuo labiau medžio kamienu.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Mokslininkai iš Planko instituto (Max-Planck-Institut für Metallforschung — MPI) bendradarbiaudami su Case Western Reserve universitetu sukūrė struktūrinę medžiagą, pasižyminčią unikaliomis lipnumo savybėmis. Nepagalvokite, jog jos paviršius tiesiog „pripilamas“ klijų – jokių papildomų cheminių medžiagų prilipimui nenaudojama iš viso. Tokiu būdu naujoji medžiaga yra daugkartinio naudojimo, o kas įdomiausia – ją galima naudoti net ir prie nešvarių paviršių, o kuomet ji ganėtinai susipurvina – tiesiog išplauti su muilu ir vandeniu.
Mokslininkai ją pavadinimo „vamzdžių lipuku“ (insect tape) – vien jau prisiminimui to, jog medžiagos kūrimo procese teko išstudijuoti daugiau nei 300 skirtingų vidų vabzdžių ir vabalų kojų struktūras.
„Mūsų sukurta medžiaga turi pati didžiausią sukibimo laipsnį (lyginant su analogais) ir be to ji pasižymi pačiu ilgiausiu tarnavimo laiku (keli tūkstančiai atklijavimo-užklijavimo kartų), - pasakojo viena iš tyrimų autorių Stanislav Gorb, - o jei netenka savo savybių, ją pakanka išplauti muiliname vandenyje ir buvęs lipnumas sugrįš“.
Jau ilgus šimtmečius žmonės svajojo laipioti sienomis panašiai kaip vambzdžiai ar vabalai. Tačiau kol kas tai yra pavykę tik Holivudinių filmų herojams. Visgi, mokslininkai nenuleidžia galvų ir tikisi, jog tolesnės gyvosios gamtos studijos leis ir žmogui susikonstruoti tai, ko jis negavo natūralios evoliucijos metu – lipnias kojas. Tokiu atveju, jos turėtų būti panašios į vabzdžių ir vabalų galūnes, kurias mokslininkai suskirstė į dvi dideles dalis – su lygiomis pagalvėlėmis ir su šeriuotu paviršiumi (ir vienos, ir kitos prisitaiko prie paviršiaus netolygumų). Kaip atrodo šeriuotos vabalo Gastrophysa viridula (A) šeriuotos galūnės ant stiklinio paviršiaus pro elektroninį mikroskopą (B) matyti pirmojoje nuotraukoje (Juergen Berger, MPI for Developmental Biology).
MPI ir Case Western Reserve tyrinėtojai pasiliko prie paskutiniojo kojų varianto – pasirodo šeriuoti paviršiai gamtoje sutinkami dažniausiai. Išstudijavus tokias galūnes paaiškėjo, jog jos padengtos daugybe šerelių, nutolusių vienas nuo kito labai mažais atstumais. Be to šereliai yra skirtingo ilgio – nuo keleto mikrometrų iki kelių milimetrų. Ir galiausiai paaiškėjo, jog tokia struktūra leidžia pasiekti labai tvirtą sukibimą su paviršiumi.
Sukūrę medžiagą iš daugybės „plaukelių“ mokslininkai automatiškai išsprendė dar vieną uždavinį – jie pasiekė didelį lipuko atsparumą dulkėms. Jų dalelės tiesiog „skęsta“ medžiagos plaukeliuose, o kuomet visas paviršius apsineša purvu, tereikia tokią medžiagą išplauti.
Be to, pakankamai lankstus paviršius leidžia lipuką priklijuoti prie nelygaus paviršiaus net ir tais atvejais, kuomet jis turi po truputi trupa. Tuo pačiu, tai leidžia medžiagą klijuoti ir atklijuoti daug kartų. Atklijavimo metu „plaukeliai“ įsitempia, o paskui atšoka nuo paviršiaus.
„Vabalų, vorų ir panašių gyvių prilipimo jėga prie lygaus stiklinio paviršiaus siekia apytiksliai 100 kPa. Mūsų medžiagos prilipimo jėga – 60 kPa“, - su pasididžiavimu pasakoja Gorb.
Šiuo metu vykdomi tolesni tyrimo darbai ir naujoji medžiaga bandoma kaip tvirtinimo elementas robotui Mini-Whegs, kuris panašu jau išmoko laipioti sienomis. Mokslininku domina lygių stiklinių paviršių įveikimas su tokios medžiagos „batais“.
Tiesa, panašios idėjos apie vabzdžių galūnių struktūros pritaikymą lipnių medžiagų gamybai sklandė jau senokai. Apie tai, jog tokias galimybes tiria Italijos mokslininkai mes jau rašėme šioje naujienoje. Tad arba italams teorines idėjas paversti praktinėmis nelabai gerai sekasi, arba netrukus pasirodys ir jų publikuotas straipsnis apie panašių medžiagų bandymus. O gal net dar geresnių – juk italų mokslininkai teigė galintys sukurti 200 kartų driežų prilipimo jėgą viršijančias medžiagas. Na, bet palauksim ir pamatysim kas ir kaip.