Інженери створили керовану тиском «лапку геккона»

Дослідники з Інституту інтелектуальних систем імені Макса Планка та Університет Карнегі - Меллон розробили штучний аналог лапи геккона, який може прилипати до поверхонь майже будь-якої форми і при цьому вмикається і вимикається за допомогою простого насоса. Дослідження опубліковано в журналі

Підхід, в рамках якого інженери і вчені створюють нові технології не з нуля, а надихаючись прикладами з природи, називається біонікою або біоміметикою. Одним з найбільш часто копіюваних біологічних «прототипів» в цьому сенсі є лапки геккона: вони покриті безліччю волосин товщиною в сотні нанометрів, які взаємодіють з поверхнею за допомогою сил Ван-дер-Ваальса. При контакті лапки з субстратом виникає сильна адгезія, завдяки якій геккони можуть легко триматися на вертикальних стінах і навіть ходити по стелі.

Одне з головних обмежень тих штучних пристроїв, які намагаються відтворити «липучість» лапок геккона, полягає в тому, що зазвичай такі системи добре прилипають лише до ідеально плоских поверхонь. При контакті з криволінійними або грубими субстратами потрібної сили адгезії домогтися виявляється неможливо.

Інженери вирішили обійти це обмеження і розробили новий пристрій-присоску, робота якого заснована на використанні двох контактних поверхонь: основної мембрани, яка безпосередньо взаємодіє з субстратом, і допоміжної внутрішньої поверхні, яка притискає цю мембрану до субстрату. Вмикається пристрій тоді, коли з внутрішньої камери між двома поверхнями відкачується повітря. У результаті допоміжна частина торкається мембрани і рівномірно її притискає до поверхні. Через це в контакті з субстратом задіюються майже всі мікроворсинки (або мікроциліндри) контактної мембрани і її «прилипність» багаторазово підвищується.

Дослідники випробували невеличкий пристрій на декількох побутових предметах: керамічній чашці, пакеті з локшиною швидкого приготування, помідорах-черрі. Маса найважчого з вантажів (колби з реактивом) склала близько 300 грам. Процес відбувався наступним чином: мембрана підносилася до об'єкта, потім з камери за допомогою шприца викачувалося повітря, і два шари липучки стикалися один з одним, захоплюючи предмет.

Це далеко не перший пристрій, що використовує структуру, що нагадує лапи геккона. Нещодавно був представлений сухий клей з нанотрубок, і мініатюрні роботи, які за рахунок схожого принципу можуть буксирувати автомобіль.