ГА

Маленькая волосатая лапа

Липкую ленту без клея с рекордными параметрами удалось получить ученым Института исследования металлов имени Макса Планка в Штутгарте при поддержке американских коллег. Предназначенная для конечностей роботов лента имитирует лапы насекомых и все больше овладевает их выдающимися способностями удерживаться на гладкой поверхности.

Ученых давно интересовало, как некоторые ящерицы и многие насекомые бегают по потолкам и вертикальным гладким поверхностям, но лишь в последние годы эти механизмы были детально изучены. В процессе эволюции разные виды независимо пришли всего к двум основным структурам - гладким подушечкам, как у кузнечиков, и волосатым лапкам, как у жуков. У жуков есть множество различий в деталях строения, но в любом случае лапа обеспечивает хороший контакт с любой гладкой или шероховатой поверхностью и удерживает на них насекомое за счет сил Ван-дер-Ваальса.


Ученые детально изучили конечности более трехсот различных видов жуков, что позволило выбрать оптимальное строение поверхности липкой ленты. У насекомых волоски и щетинки могут варьироваться по длине от нескольких микрон до нескольких миллиметров. Волоски часто имеют иерархическую ветвистую структуру, которая увеличивает площадь контакта лапки с поверхностью, а также оставляет зазоры для мешающей сцеплению пыли.

Строение поверхности искусственной полимерной ленты сравнительно просто. Она покрыта расположенными в шахматном порядке с шагом около полусотни микрон волосками высотой несколько десятков микрон. Каждый волосок венчает напоминающая присоску грибовидная шляпка на утонченной ножке, облегчающей поворот на нужный угол. Эта структура обеспечила прочность сцепления со стеклом в 60 килопаскалей, что в несколько раз выше возможностей всех конкурирующих разработок. И этот результат уже не так далек от способностей жуков, пауков и гекконов (около сотни килопаскалей).

Липкая лента выдерживает множество циклов прилипания, но постепенно ее качество падает из-за грязи и пыли. Чтобы восстановить липучесть, достаточно просто вымыть материал с мылом.




18 из 115