Как только микроскопы дебютировали в 17 веке, ученые приблизились к ногам обычных мух, удивляясь крошечным «подошвам», которые позволяют насекомым взбираться на оконные стекла и ходить вверх ногами по потолкам. «Люди искали какой-то волшебный механизм», - говорит зоолог Кембриджского университета Дэвид Лабонте.
Связанные чтения
Насекомые (Смитсоновские справочники)
купитьБолее 300 лет спустя они все еще ищут. Миниатюрный масштаб и сложная геометрия стоп насекомых, не говоря уже о непослушной природе шестиногих субъектов исследования, означает, что, когда речь идет о подиатрии насекомых, говорит Лабонте, «вы будете удивлены, насколько много мы не знаем. »
Но он и его коллеги думают, что приближаются к некоторым ответам.
Ученые давно заметили, что у насекомых мокрые ноги: например, они оставляют влажные маленькие следы на лепестках цветов. (Количество жидкости, маслянистого углеводорода, невелико: около четырех миллиардов литров на след.) Ранее предполагалось, что жидкость помогает клеящим насекомым прилипать к вертикальным поверхностям с помощью капиллярных и вязких сил, почти как тонкий слой воды. помогает мокрому бокалу пива прилипнуть к столешнице.
Чтобы проверить эту гипотезу, Лабонте решил использовать - что еще? - индийских насекомых-палочек. Его привлекало не их подходящее имя, а их неадекватное отношение. Жуки, развившиеся, чтобы напоминать веточки, в основном неподвижны, и они имеют счастливую привычку вытягивать передние ноги, что позволило Лабонте прикрепить провода к их выступающим торцам. С помощью волоконно-оптического датчика он измерил, какое усилие требуется, чтобы поднять ступню - при различной степени влажности - со стеклянных пластин с различной скоростью.
«Я не уверен, что они вообще бодрствовали во время всего этого», - говорит Лабонте о своих «липких». Лабонте узнал, что секреция не адгезивна, по крайней мере, не предсказуемым образом: влажные и сухие ноги выполнили о том же самом. Фактически, Лабонте теперь думает, что жидкость может оказывать противоположное действие, позволяя насекомым быстро расстегивать свои ноги, обеспечивая скользкий «разделительный слой». Влага может даже поддерживать гибкость подушек для насекомых и улучшать способность формировать микроскопические формы. контуры потолков и стен, помогая им придерживаться ранее непредвиденным образом.
Тестирование этой идеи в течение следующего года будет включать в себя создание резиновой модели миллиметрового размера с резиновой лапкой, которой Лабонте сможет манипулировать, не беспокоясь о пяти других колеблющихся ногах. Понимание биоадгезионных принципов может также вдохновить достижения в производстве, такие как ультра-ловкие роботы, которые могут обрабатывать и точно размещать крошечные детали. (Влажные губки, как влажные ноги насекомых, могут помочь роботам ослабить хватку.) Пока мечта о готовом костюме Спайдермана имеет меньшую академическую тягу, но, тем не менее, некоторые ученые цепляются за нее.
Подпишитесь на журнал Smithsonian сейчас всего за $ 12
Эта история - отбор из январско-февральского номера журнала Smithsonian
купить
