211service.com
Een kunstmatige kleefstof ontwijkt de gekko
Vergeet Spider-man en ontmoet Geckoman. Onderzoekers van Stanford University hebben een op gekko's geïnspireerd menselijk klimsysteem gemaakt waarmee een afgestudeerde student een glazen wand kon beklimmen met behulp van twee handgrote plakkussens.
Een afgestudeerde student klimt met behulp van de gekkogrijpers.
De onderzoekers, onder leiding van ingenieur Mark Cutkosky , hopen ook de lijmen te gebruiken in productieapparatuur, waardoor grijpers worden gemaakt voor het manipuleren van enorme zonnepanelen, displays en andere objecten zonder dat er zuigkracht of chemische lijmen nodig zijn. Het team werkt ook samen met NASA's Jet Propulsion Laboratory om de lijm aan te passen voor gebruik door robots.
Gekko-tenen zijn ongelooflijk plakkerig omdat ze bedekt zijn met groepen lange, dunne spatelvormige structuren, setae genaamd, die het oppervlak vergroten en de zwakke elektrische aantrekkingskracht tussen de tenen en een oppervlak versterken. Gekkopoten blijven goed plakken, maar worden gemakkelijk losgelaten wanneer het dier zijn gewicht verschuift; en natuurlijk kunnen ze keer op keer kleven, in tegenstelling tot de meeste door de mens gemaakte plakband.
Onderzoekers hebben verschillende kunstmatige kleefstoffen gemaakt die op dezelfde manier werken, met behulp van clusters van koolstofnanobuisjes of microschaalwiggen van gegoten rubber om het hoge oppervlak van de setae op gekkopoten na te bootsen. Maar deze mechanismen hebben alleen goed gewerkt voor kleine gewichten.
Het dragen van grotere gewichten vereist materialen met grotere oppervlakten. Met behulp van eerdere materialen zou een mens van 70 kilogram gekko-voetachtige kussentjes nodig hebben die 10 keer groter zijn dan een normale menselijke hand om een muur te beklimmen. Het opschalen van gekko-adhesie is een uitdaging, zegt Cutkosky.
Deze zomer heeft de United States Defense Advanced Research Projects Agency ( DARPA ) bekend gemaakt dat het is Z-Man programma had voor het eerst een klimsysteem op basis van gekko-lijm gemaakt waarmee een persoon een muur kon beklimmen. Hoewel DARPA geen details heeft gegeven over hoe dit is bereikt, heeft de Stanford-groep, die deelnam aan het Z-Man-werk, een vergelijkbare demonstratie gemaakt met behulp van zijn eigen lijmsysteem. Het werk wordt beschreven in onderzoek dat vandaag is gepubliceerd in de Tijdschrift van de Royal Society Interface .
Om het klimsysteem te maken, begonnen de onderzoekers met een bestaande lijm op basis van gegoten microwiggen gemaakt van een polymeer materiaal genaamd PDMS. Ze bevestigden tegels van dit materiaal aan een platte, zeshoekige grijper ter grootte van een hand. Elke grijper werd ondersteund met een veer die het gewicht over het kussen verdeelde en een deel van de kracht absorbeerde die bij het klimmen komt kijken. Om het klimmen gemakkelijker te maken, koppelden de onderzoekers de grijpers ook aan een platform voor de voeten van een persoon, waardoor het klimmen naar de benen werd overgebracht.
Jeffrey Karp , een bio-ingenieur bij Brigham and Women's Hospital in Boston, merkt op dat de testsituatie een zeer glad, schoon, vlak oppervlak betrof. Karp, medeoprichter van een bedrijf genaamd Gekko Biomedical om een bio-geïnspireerde chirurgische lijm op de markt te brengen, zullen de Stanford-onderzoekers moeten aantonen dat hun systeem in minder ideale omgevingen werkt. In de echte wereld kan een klimsysteem worden blootgesteld aan vochtigheid, regen, pollen, stof en andere verontreinigingen, merkt hij op.
De Stanford-groep hoopt de lijm in bijzonder extreme omstandigheden te testen. Deze maand testten ze het in een zwaartekrachtvrij vliegtuig met NASA en ontdekten dat het nog steeds werkte.