Щавелевый листоед Gastrophysa viridula (A) и его лапка на стеклянной поверхности в увеличенном масштабе (B) (раскрашенное изображение сканирующего электронного микроскопа Juergen Berger, MPI for Developmental Biology).
Исследователи назвали его "липкая лента насекомого" (insect tape), так как клейкие свойства были получены в результате изучения микроструктур лапок более 300 различных видов членистоногих.Кстати, о создании этого материала исследователи грезили 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 неё самый длительный срок службы (несколько тысяч циклов адгезии)", — рассказывает один из авторов исследования Станислав Горб (Stanislav Gorb), — если же она испачкается и потеряет часть своих свойств, то её можно промыть в мыльной воде, что вернёт ей начальную липкость".
Поверхность созданного учёными материала с разных ракурсов (вещество: поливинилсилоксан) (фото Gorb et al.).
Уже несколько столетий люди мечтают передвигаться по стенам и потолкам, как многие насекомые или гекконы. На сегодняшний день учёные 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 распространённых 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", учёные получили ещё одно преимущество – устойчивость к пыли. Её частицы просто "тонут" в промежутках между щетинками.
Грибовидные кончики "отростков" позволяют новой липкой ленте закрепиться на неровной поверхности, даже если на ней присутствуют трещины.
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.).
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 учёные 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
ужс я даже не могу представить как это больно 