af.llcitycouncil.org
Bedryf

Hierdie ligaangedrewe grypers is geïnspireer deur Geckos

Hierdie ligaangedrewe grypers is geïnspireer deur Geckos



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


'N Klein span navorsers van Kiel University in Duitsland het onlangs 'n materiaal ontwikkel wat die greep van lig kry. Die tegnologie is afhanklik van liggeaktiveerde grijpers wat geaktiveer word deur bloot 'n UV-lig op 'n nuwe kleefstof te skyn. Die navorsers werk aan 'n toestel wat die manier waarop gekko's naatloos oor onseker oppervlaktes in byna enige rigting skarrel, sal navolg.

Hoe gekko's 'n greep kry

Alhoewel baie wesens handige hande of lang kloue verkies om greep te kry, gebruik geitjies 'n heel ander benadering. Hulle gebruik nie suigkoppies met kleefafskeiding of klein hakies nie. In plaas daarvan gebruik geitjies 'n ongelooflike minuut en kompakte verskeidenheid mikroskopiese hare. Die hare gee hulle 'n opvallende greep wat hulle in staat stel om mure en skuins oor plafonne te skuif, in feitlik elke hoek op feitlik elke oppervlak. Hulle is ongetwyfeld die beste klimmers.

[Beeldbron:Wikipedia]

Met skynbaar geen moeite kan 'n geitjie oor 'n vertikale glasvenster skarrel en onderstebo hang aan wat amper elke materiaal lyk nie. Die geheim van hul ongekende taai greep is te danke aan die bondel mikroskopiese hare wat vanaf elkeen van hul vier voete strek. Al lyk dit voor die hand liggend dat die hare op mikroskopiese onvolmaakthede langs die oppervlaktes wat hulle klim, vassteek, is dit beslis nie die enigste krag wat speel nie. Dit is ook 'n verrassende skuldige om hulle te help met die afname in hul pogingsVan der Waals-kragte.

Van der Waals-magte is verantwoordelik om groepe atome en molekules bymekaar te hou. Anders as kovalente en ioniese binding wat atome bymekaar hou, werk die Van der Waals-kragte op miljoene atome en molekules in om dit as 'n groep saam te hou, soos die molekules in water.

Geitjies en der Waals

Elektrone bepaal die polariteit van 'n molekule. Hulle beweeg egter ook ongelooflik vinnig, wat die polariteit van 'n atoom of molekuul kan verander. Die kortstondige verskuiwing gee 'n molekule net genoeg tyd om aan 'n ander te bind. Soos Wetenskapbeskryf;

Hierdie krag is afkomstig van fluktuasies in ladingsverspreidings tussen naburige molekules, wat nie polêr hoef te wees nie; hul ladingskommelinge val natuurlik in 'n sinchronisasie, wat 'n aantreklike krag skep.

Dit is 'n uiters swak krag wat maklik is om te breek. Dit is tensy u miljoene hare het om dit te gebruik.

"Van der Waals-kragte is die swakste soort interatomiese kragte wat ons het," sê P. Alex Greany, 'n professor in meganiese ingenieurswese aan die Oregon State University in Corvallis. "Dit is verbasend dat gekko's hierdie regtig swak krag kan gebruik."

So, wat gaan regtig aan?

Wetenskaplikes skakel voortdurend hul oortuigings en kundigheid oor hoe gekko's se voete vat. Elke individuele spesie gebruik verskillende tegnieke om hul klimtegniek te optimaliseer en aan te pas in ooreenstemming met die omgewing en watter materiale hulle moet klim. Die hare en voete is kompleks onder die850 bekende geitjiesoorte. Uiteraard is daar baie om te leer, maar wetenskaplikes verfyn die tegnieke wat hulle gebruik.

Tans is dit goed verstaanbaar dat miljoene mikroskopiese hare bekend assetae vertak om miljarde klein kontakpunte te vorm wat genoem word spatels. Die takke verhoog die hoeveelheid kontak eksponensieel, skep 'n eksponensiële hoeveelheid Van der Waals-magte, en gee uiteindelik gekko's hul bekende greep.

Die natuur naboots

Natuurlik, soos met baie natuurwonders, het wetenskaplikes dieselfde effekte met sintetiese materiaal probeer navolg. Wetenskaplikes wat gefassineer het om die gekko-greep te herhaal, het 'n paar belowende resultate opgelewer. Die meeste tegnieke benodig egter hitte of elektrisiteit om die kleefwerk te aktiveer en te deaktiveer. Dit is maklik om 'n materiaal te plak wat plak. Die ontwerp van 'n greep wat gewillig kan afskakel, is egter 'n heel ander dier. Ten spyte van die toenemende uitdaging, kom wetenskaplikes nader aan behendige grypers met hul nuwe implementering van liggeaktiveerde gekko-greepmateriaal.

Geitjies doen dit, hoekom kan ons nie

Geitjies loop oor elke oppervlak asof dit die grond is. As hulle dus deur Van der Waals-magte so styf vasgehou word, hoe kan hulle so maklik loop? Die sleutel tot hul afklim is hul skuins, mikroskopiese toonhare. Sekere hoeke help om die geitjie aan 'n oppervlak vas te hou.

Volgens 'n studie wat in 2014 gepubliseer is, kan sommige geitjies die hoeke van die hare so effens aanpas, sodat dit baie makliker verwyder kan word. Die ontdekking is in 2014 gedoen, en die tegniek word dus eers onlangs op sintetiese weergawes gebruik.

As hulle hul veerbelaste losmaakmeganisme verder aangryp, begin hulle weer in beweging. Die ontdekking is groot, en nou gebruik wetenskaplikes die inligting om hul gekko-tegnologie te vervolmaak.

Aangedrewe grypers word sintetiseer

Natuurlik, soos met baie natuurwonders, probeer wetenskaplikes dieselfde effekte na te boots met sintetiese materiaal. Die bekoring van die herhaalde gekko-greep het 'n paar belowende resultate in die wetenskaplike gemeenskap opgelewer. Die meeste tegnieke benodig egter hitte of elektrisiteit om die kleefwerk te aktiveer en deaktiveer. Nou kom wetenskaplikes nader aan behendige grypers met hul nuwe implementering van liggeaktiveerde gekko-greepmateriaal.

'N Span leiding van Emre Kizilkan aan die Kiel Universiteit het onlangs 'n bio-geïnspireerde kleefstof ontwikkel wat op afstand beheer kan word deur UV-lig te gebruik. Die span het eers 'n elastiese poreuse materiaal(LCE, vloeibare kristalelastomeer) wat buig in die teenwoordigheid van UV-lig. Die LCE is dan gekombineer met 'n kleefstof om 'n saamgestelde materiaal te maak wat die greep met 'n bietjie UV-lig kan beheer.

Saamgestelde materiaal buig onder UV-lig[Beeldbron: Kiel Universiteit]

Met behulp van hul nuut ontwikkelde metode kon die span die saamgestelde materiaal presies beheer om 'n klein glasplaatjie op te tel en te skuif. Deur die materiaal met lig te aktiveer, kon die span die glas saggies optel en plaas sonder om 'n oorskot agter te laat.

'Die voordeel van lig is dat dit baie presies gebruik kan word. Dit is omkeerbaar, so dit kan weer in- en uitgeskakel word, en dit baie vinnig, ”sê Emre Kizilkan van die navorsingsgroep Functional Morphology and Biomechanics onder professor Stanislav Gorb aan die Zoological Institute.

Maak kleefstof toe met LCE-substraat[Beeldbron: Kiel Universiteit]

Kry 'n greep in die toekoms

Die navorsers hoop dat hul intelligente gom saamgestelde materiaal gebruik sal word om mediese tegnieke te verbeter en dat ander voorwerpe in die mikro-reeks vervoer moet word. Of, soos baie mense hoop, kan dit gebruik word om die ultieme spiderman-handskoene te maak. Die aansoeke is eindeloos.

'Ons kon aantoon dat ons nuwe materiaal gebruik kan word om voorwerpe te vervoer. Daarbenewens het ons getoon dat die vervoer baie presies met lig beheer kan word - op mikrovlak, ”verduidelik Kizilkan. Gorb voeg by: "Ons gebruik lig as 'n afstandbeheerder, so te sê. Ons bio-geïnspireerde kleefstof laat ook geen residue op die voorwerpe nie."

Die tegnologie is indrukwekkend, maar dit bewys steeds dat die natuur die moeder van alle ingenieurswese is.

SIEN OOK: Navorsers ontwikkel 'n rewolusionêre lugrobot geïnspireer deur vlermuise

Geskryf deur Maverick Baker


Kyk die video: HYBRID Crested Gecko x Chahoua, The Best Pet Lizard?