Гекконы - любители био-вдохновленных физиков и робототехников за их беспрецедентную способность цепляться за стены и бегать по потолкам, используя похожие на волосы структуры на пальцах ног, которые используют силу Ван-дер-Ваальса. В результате ноги геккона получают большую часть исследовательского внимания.
Связанный контент
- Гекконы обладают удивительно сильной хваткой смерти
Теперь австралийская и британская команды занимаются защитой кожи геккона. Как они недавно обнаружили, крошечные супергидрофобные шипы в костюмах ящериц на день рождения активно продвигают капли воды, либо мягко выпуская их, как водные небесные фонарики, либо стреляя в них, как шары для пула. Как сообщает группа в Интерфейсе Королевского общества, эта недавно обнаруженная «гекковесценция», вероятно, представляет собой ценную стратегию для сохранения здоровья. Во влажной среде поддержание кожи в сухом состоянии поможет предотвратить заселение бактерий или грибков и появление неприятных инфекций, которые являются бичом некоторых рептилий.
Исследователи сделали открытие с дикими гекконами в форме ящиков, типом ящерицы, которая обитает в местах в Австралии, где мало дождей, но которые тяжелы от влажности и росы в течение ночи. К сожалению, команде пришлось усыпить гекконов для эксперимента. Они удалили шкуру ящериц и разделили ее на маленькие секции, которые они поместили на медную пластинку, которая в лаборатории была холоднее, чем точка росы, способствуя естественному образованию конденсата. Они использовали сканирующий электронный микроскоп, чтобы увеличить тонкие колючки геккона, каждый из которых имеет высоту всего несколько микрометров, а также снимали кожу на макромасштабе.
Команда определила не один, а несколько механизмов, ответственных за очистку кожи геккона от воды. Подобно водостойкому листу лотоса, структура кожи геккона способствует образованию мелких капель росы, препятствуя равномерному распределению воды по всей поверхности. Чем больше воды собирается вместе, тем больше капель. Когда капли достигают достаточно большого размера, они начинают взаимодействовать с такими силами, как ветер и гравитация, и в то же время отталкиваются от гидрофобных гекконовых шипов. Например, капля воды размером около 2 миллиметров будет ощущать силу отталкивания около 100 000 кожных позвоночников. В конце концов внешние процессы побеждают, и капля выталкивается из кожи.
Два набора изображений временного ряда показывают крошечную капельку, сталкивающуюся с более крупной, в результате чего объединенная капля быстро выталкивает кожу геккона. Изображение: Уотсон и др., Интерфейс Королевского общества Команда также заметила, что, когда крошечная внешняя капля (например, из тумана) приземляется на большую каплю, уже находящуюся на гекконе, результирующее изменение поверхностной энергии отстреливает большую каплю на высокой скорости, почти как столкновение двух шариков пула. Наконец, они обнаружили, что очень маленькие капли воды - диаметром от 10 до 80 микрометров - не нуждаются в выталкивании внешних взаимодействующих сил из кожи. Они настолько малы, что гидрофобные шипы просто избавляются от них. Исследователи только протестировали гекконов в форме ящиков, но предыдущие исследования обнаружили микроспины на всех типах гекконов, намекая на то, что другие виды могут обладать водоотталкивающими свойствами.
Кажется, гекконы могут помочь не только в создании адгезива, основанного на биологических свойствах, но также и в потенциальных самосухих поверхностях. Возможно, в каждое окно будущего будет встроена своя синтетическая кожа геккона, запрещающая конденсацию еще до того, как она сможет сформироваться.
