Суперсила стала в нагоді гекконам для приземлення після стрибка

Біологи з США з'ясували, навіщо гекконам такий великий запас міцності з «прилипання» до поверхонь. Якщо геккон сидить на рівній вертикальній стіні, сили адгезії його лапок достатньо, щоб утримати в сто разів більшу вагу. Однак якщо геккон у своєму природному середовищі проживання стрибне і приземлиться на лист дерева, цей запас йому дуже стане в нагоді. Вчені змоделювали стрибок геккона і розрахували, що в реальній ситуації сили адгезії ледь вистачить на те, щоб зачепитися при приземленні. Наукова стаття з розрахунками опублікована в журналі.

Геккони мають унікальну здатність утримуватися на відвісних поверхнях завдяки особливому пристрою лапок. Подушечки на лапках гекконів вкриті мікроволосками і гачками, які взаємодіють з поверхнею за допомогою сил Ван-дер-Ваальса. На ідеально рівних поверхнях, таких як скло і акрил, сила зчеплення перевищує силу, необхідну щоб утримати вагу геккона, на кілька порядків. Цей факт дивує інженерів, але не біологів, які уявляють собі, що в природних умовах проживання геккони змушені пересуватися по набагато менш рівних поверхнях.

Щоб оцінити, з якими випробуваннями доводиться стикатися гекконам у характерній для них екологічній ніші, один з авторів роботи проводив польові випробування в лісах французької Гвіани (Південна Америка). Об'єктом його дослідження став репохвостий геккон Thecadactylus rapicauda. Ці ящірки живуть у лісовій полозі і, рятуючись від хижаків, стрибають з того місця, де сиділи, а потім у вільному падінні чіпляються за листя або гілочки. Дослідники були свідками того, як геккон успішно приземлявся на лист дерева, пролетівши 15 метрів.

Вчені припустили, що потужний адгезійний апарат розвинувся у гекконів у процесі еволюції в схожих умовах, і вирішили підрахувати, яке навантаження відчувають лапки репохвостого геккона при приземленні з вільного падіння. Автори врахували максимум факторів - вагу тварин, аеродинаміку падіння, кути, під якими геккон чіпляється за листя, пружність гілочок. Симуляція польотів показала, що, якщо в спокої на рівній поверхні фактор зчеплення дорівнює 100, то при приземленні зі стрибка він варіює від 10 до значення менше одиниці, тобто геккону ледь вистачає сил, щоб утримати свою вагу там, де він намагається зачепитися.

Завдяки своїм лапкам геккони улюблені не тільки біологами, але й інженерами. Прототипи пристроїв, що імітують лапки, постійно вдосконалюються, проте дослідникам поки не вдалося досягти природної досконалості. Нова робота може допомогти вирішити проблему утримання такими пристроями предметів у динаміці, а також предметів з деформованою поверхнею. Одне з рішень цієї проблеми ми вже описували - інженери створили присоску, керовану тиском, яка може захоплювати широкий спектр предметів. Також ми розповідали про штучну «лапку геккона», яка відкріплюється від поверхні під дією ультрафіолету.