Az eddigi legjobb gekkó ihlette ragasztóanyag

A gekkó lábainak ereje régóta lenyűgözi a biológusokat. A kb.150 grammos kis hüllő nagyjából akkora tapadóerőt tud produkálni, hogy képes volna akár 4 kg-ot is felvinni a falon. A Massachusetts Amherst Egyetem egy polimer tudósokból és biológusokból álló csapata megfejtette, hogy mi is a gekkó titka. Ez alapján fejlesztették ki a „Geckskin” (gekkóbőr) elnevezésű eszközt, ami 320 kilós súlyt is képes megtartani egy sima falfelületen.

A fejlesztést bemutató tanulmányt Alfred Crosby vezetésével az egyetem polimer tudományi laboratóriumának munkatársai jelentették meg az Advanced Materials legfrissebb kiadásában. „Csodálatos módon, a gekkó lába könnyedén kapaszkodik meg és enged el, anélkül, hogy bármi nyomot hagyna maga után,” mondta Duncan Irschick, a laboratórium funkcionális morfológia szakértője, aki 20 éve kutatja a gekkó mászási és tapadási képességét. A hüllő bármilyen dőlésszögű felületen képes megmaradni, akár homorú felületen vagy a plafonon is. „Ez a nagy kapacitású, visszafordítható és száraz adhézió csábító lehetőségeket kínál az olyan eszközök terén, amelyekkel mindennapi tárgyakat tudunk felfogatni a falra, például televíziót, számítógépet, vagy éppen orvosi- és ipari szerkezeteket, hogy csak néhányat említsünk,” tette hozzá Irschick és Crosby.

A Geckskin kártya méretű tapadólapja szilárdan rögzíti a függőleges falra a nehéz tárgyakat, mint például ezt a 18 kilós televíziót. Bartlett és kollégái a fő innovációt azzal érték el, hogy egy lágyabb anyagot belefontak egy merev szerkezetű, inakkal átszőtt szövetbe. Ezzel egy merev, de mégis hajlékony tapadólap jött létre, ami gyakorlatilag „beszövi” az adott felületet. (Kredit: UMass Amherst)

A szerzők szerint a tulajdonságok ilyen fokú kombinációját ezelőtt még senki nem érte el. „A Geckskin kb. száz négyzetcentiméteres tapadási felületével sima felületen, például üvegen akár 320 kilót is képes megtartani,” mondta Crosby. Az eszköz egy egyszerű mozdulattal és nyomtalanul eltávolítható az adott felületről, és nemkülönben sokszor felhasználható, anélkül, hogy közben veszítene hatékonyságából.

A korábbi próbálkozások során a gekkó lábujjain található mikroszkopikus sörtét vették alapul, de a nagyobb felületek létrehozása mégsem járt sikerrel, részben azért, mert nem vették figyelembe a gekkó teljes lábának komplexitását. Irschick magyarázata szerint ugyanis a gekkó lábának számos egyéb olyan része van – beleértve az inakat, a csontokat és a bőrt – ami együttesen eredményezi a könnyen szabályozható tapadást.

Bartlett, Crosby és a csapat többi tagja viszont rájött a titok egyszerű és mégis elegáns nyitjára. A Geckskin és az elmélete bemutatja, hogy a gekkószerű tapadáshoz valójában nincs is feltétlenül szükség sörtékre. „Ez a koncepció nem lett figyelembe véve a többi tervezési stratégia során, és új kutatási irányokat nyithat a gekkószerű tapadás fejlesztésében.”

Bár nem sok technikai részletet hoztak nyilvánosságra, de a kulcs innovációt tulajdonképpen azzal érték el, hogy egy lágyabb anyagot belefontak egy merev szerkezetű szövetbe, amivel a Geckskin úgy maximalizálja a tapadást, hogy úgymond „beszövi” az adott felületet. Továbbá – az élő gekkó lábához hasonlóan – ezt a bőranyagot szintetikus anyagból készült „ínszalagokkal” is átszőtték, feszességet és a szabad forgást biztosítva.

Az is fontos tényező, hogy a Geckskin előállításához egyszerű és könnyen hozzáférhető anyagokat használnak, például PDMS-t (polidimetilsziloxán), így alkalmazása valóban széles körben elterjedhet.

A munkában részt vevő kutatók folytatják a fejlesztést, amihez további leckéket terveznek venni a gekkó lábainak evolúciójából és figyelemreméltó anatómiai eltéréseiből. „A Geckskin jól mutatja az evolúció igazi integratív erejét, és hogy olyan szintetikus fejlesztésekre adhat ihletet, amelyekkel sokféle módon lehetünk az emberiség segítségére,” mondta Irschick.

(Kredit: UMass Amherst)

Forrás: http://www.umass.edu és www.sciencedaily.com

Püski László