Геккон имидия поделились техникой приклеивания
Ходить по стенкам вероятно. А ходить по стенкам под водой нереально. Данный факт продолжительное время удручал научный мир. Но, к счастью, сейчас поступила информация, что необходимо для хождения по подводным стенкам.
Это стало действительностью благодаря тому, по чему у всех нас так страдает душа — нанотехнологиям. И благодаря геккону и – странной парочке мидии.
Гекконы — ящерицы, каковые населяют Почву больше 50 миллионов лет. За то время, пока они её так усиленно и терпеливо населяли, гекконы заодно развили у себя необычные умения, которым по-негромкому питают зависть к все другие пресмыкающиеся.
Представителей семейства гекконовых именуют кроме этого цепкопалыми, и не просто так. Эти маленькие существа могут бегать по ровным стенкам никак не хуже, чем по горизонтальным поверхностям.
Слева — электронный снимок поверхности, сделанной Мессерсмитом и сотрудниками.
Справа, как вы додумались, — структура 3,4-дигидрокси-л-фенилаланина — «липкой» молекулы. По весу данный вещество образовывает 17% веса нового материала (фото и иллюстрация Haeshin Lee, Bruce P. Lee, Phillip B. Messersmith)
Но учёных не совершишь кроме того самыми цепкими пальцами, и эти дотошные парни нацелили на пятки гекконов собственные микроскопы. Оказалось, что на ногах у этих ящерок имеется маленькие волоски, любой из которых хорошо присоединяется к поверхности за счёт молекулярных связей.
А в следствии суммарного результата множества таких волосков геккон легко может удержаться на любой вертикальной поверхности, благо зверушка мала.
Кстати, совершенно верно такой же механизм держит мух на потолке, также достаточно лёгких.
Посредством новейших технологий это свойство не весьма сложно сымитировать. Кто-то кроме того сделал робота, что без неприятностей карабкается по стеклу.
талант мидий и Дар геккона в одном издании за прошлую цену! (иллюстрация с сайта nature.com).
Вот лишь у геккона и его технологических имитаций имеется один серьёзный недочёт. В случае если поместить для того чтобы ящера в воду — ну, не всего, а хотя бы его лапы, — то в таковой среде они сходу прекратят «трудиться», другими словами практически ни к чему не будут прилипать.
Это кстати, обычная неприятность фактически при любом приклеивании. Если вы пробовали приклеить пластырь на мокрую кожу, то, само собой разумеется, осознаёте, о чём обращение.
Если не осознаёте, то постарайтесь: по времени это увлекательное занятие может заменить перекур, в противном случае и целый обеденный паузу!
Из-за данной беды многие яркие умы утратили несколько обед и несколько ужин и продолжительно не знали, у кого молить о помощи. К счастью, врач Филипп Мессерсмит (Phillip B. Messersmith), материаловед из Северо-западного университета (Northwestern University), обратился за помощью к мидиям, чем и спас многих сотрудников от недосыпа и недоедания.
Он своевременно отыскал в памяти, что мидии создают неповторимый натуральный суперклей.
Такие моллюски выделяют особенное вещество, которым жёстко прикрепляются к любым поверхностям под водой. Это имело возможность бы понадобиться при создании каких-нибудь «техноног», шагающих по мокрым поверхностям.
Но в этот самый момент, как назло, имеется трудность.
На данной замысловатой, но помой-му понятной схеме исследователи продемонстрировали, что и как они сделали (иллюстрация Haeshin Lee, Bruce P. Lee Phillip B. Messersmith)
Данный мидиевый клей фиксирует поверхности весьма прочно, исходя из этого с этими липкими подошвами под водой не очень-то побегаешь. Возможно было бы воспользоваться компромиссным вариантом и забрать какое-нибудь менее липкое вещество, поскольку химиками создано большое количество аналогичных разработок.
Но все они страдают значительным недочётом: такие вещества, в большинстве случаев, выдерживают мало циклов отклеивания-приклеивания. Так что с этими клеями побегать возможно — но недолго.
На снимке Филипп Мессерсмит жертвует науке собственный бизнес-ланч из моллюсков (фото с сайта biomaterials.bme.northwestern.edu).
Тогда Мессерсмит решил заодно заручиться и помощью гекконов, каковые по суше бегают без неприятностей. Я поразмыслил: «А что, в случае если соединить белок этого клея со „стратегией“ бега геккона?
Возможно, окажется что-то занимательное и нужное!» — вспоминает Мессерсмит.
Поразмыслил. Собрал команду сотрудников. Сделал что желал.
И отчитался об удачах в издании Nature.
Для собственной разработки Мессерсмит изготовил матрицу из маленький кремниевых «колонн» толщиной 400 нанометров, высотой 600 нанометров и разместил её на маленьком кусочке эластичной ленты. Оказался скотч, идею которого, учёный, как легко додуматься, забрал у гекконов.
А по окончании исследователи покрыли эти столбики слоем белка, несущего ответственность за клеящие чертей того самого вещества мидий. Как же действенно это изобретение?
В соответствии с экспериментальным результатам, в полной мере. В частности, приклеивание в сухих условиях не стало хуже, а под водой оно появилось в 15 раз посильнее, чем у подобных моделей.
Кроме этого сообщается, что разработка может выдержать свыше тысячи приклеиваний-отклеиваний, что не так много, но уже большое достижение.
Тут продемонстрировано приклеивание-отклеивание с участием шести нанонитей geckel (анимация Haeshin Lee, Bruce P. Lee Phillip B. Messersmith).
Кстати, «приклеенное состояние» продолжается недолго, что разрешает предметам скоро прикрепляться к поверхности и открепляться от неё.
Этому гибридному материалу Мессерсмит дал наименование geckel — от британских слов gecko — «геккон» и mussel — «мидия».
Мессерсмит не сомневается в том, что geckel отыщет использование в самых различных областях — от лёгкой промышленности до военной. Согласно его точке зрения, материал особенно понадобится в медицине при создании механических средств типа пластырей.
Эксперты предполагают, что geckel по окончании предстоящих усовершенствований будет весьма успешным и с коммерческой точки зрения. Но приобрести его в магазине до тех пор пока что запрещено.
