Geckos adalah inspirasi. Bukan sahaja reptilia ini comel, berwarna-warni dan mahir dalam menjual insurans kereta-tetapi kepantasan mereka telah membingungkan manusia selama beribu tahun. Terima kasih kepada kaki pelekat dan manipulasi bon molekul yang tajam, tokek dapat memanjat dinding menegak dengan mudah, dan bahkan boleh menggantung terbalik dari permukaan. Sekarang, anggota badan mereka yang melekat telah mengilhami alat baru yang dapat membantu (Manusia? Robot? Ingin kata benda di sini) mengambil dan menjatuhkan benda dengan suis lampu.
Kandungan Terkait
- Kini Seorang Orang Boleh Berebut Dinding Seperti Seperti Gecko
- Geckos Boleh Mengendalikan Pergerakan Rambut Toe mereka
- Kenapa Geckos Jangan Slip Off Daun Jungle Basah atau Hotel Ceilings
Kuasa kaki tokek telah mengejutkan saintis sehingga kira-kira 15 tahun yang lalu. Itulah apabila para penyelidik mengetahui bahawa haiwan ini mengeksploitasi kuasa Van der Waals yang agak lemah untuk mematuhi diri mereka untuk permukaan dan menghapuskan diri dengan mudah. Tidak seperti kekuatan magnet yang lebih kuat, kuasa Van der Waals berpunca daripada ketidakseimbangan dalam pertuduhan di antara molekul yang berbeza, mewujudkan tarikan yang longgar. Dengan menggunakan berjuta-juta rambut miniscule di kaki mereka-masing-masing boleh berorientasikan ke arah tertentu dan tertarik dengan kekuatan Van der Waals-tokek boleh membuat daya pelekat yang kuat tetapi juga boleh diterbalikkan.
Lima tahun yang lalu, ahli zoologi Universiti Kiel Stanislav Gorb menggunakan wawasan pada rambut gecko untuk membuat pita silikon begitu kuat sehingga sekeping 64 inci persegi dapat dengan mudah memegang dewasa bersaiz penuh tergantung dari siling. Tidak seperti pita biasa, ia juga boleh berkembar dan mengulangi beberapa kali tanpa kehilangan keterlaluannya. Pada akhir tahun 2015, karya Gorb membantu membawa kepada pengkomersilan "pita gecko." Walaupun produk ini telah menemui penggunaan yang terhad setakat ini, ia boleh didapati di dalam jenama Kanada menunggang seluar untuk membantu penunggang tinggal di pelana mereka, dan telah menemui pelabur yang bersemangat dalam pengasas PayPal Peter Thiel.
Tetapi memikirkan apa yang membuat kaki tokek jadi melekit hanya menyelesaikan separuh masalahnya.
"Haiwan tidak hanya melampirkan, tetapi juga [melepaskan] dengan menggunakan struktur pelekat ini, " kata Emre Kizilkan, Ph.D. pelajar belajar teknik kejuruteraan di Universiti Kiel. Semua tokek perlu dilakukan adalah sudut kaki mereka atau bahkan hanya rambut sendiri berbeza dan kaki akan mengangkat, contohnya. Bekerja di bawah Gorb, Kizilkan mahu menggantikan pergerakan otot yang digunakan oleh tokek untuk mengawal kelenturan mereka dengan beberapa jenis "suis" yang manusia dapat dengan mudah mengeksploitasi. Penyelesaiannya: Cahaya.
Lagipun, cahaya adalah sumber tenaga bersih yang bebas yang dapat dikawal dengan mudah dari jauh. Ini menjadikannya "sangat sesuai untuk micromanipulation yang tepat, " kata Kizilkan.
Menggunakan pita gecko yang sudah tersedia secara komersial, Kizilkan melekatkan pita ke filem elastomer kristal cair - bahan yang diperbuat daripada rantai polimer yang memanjangkan apabila terdedah kepada cahaya ultraviolet. Pemanjangan itu menarik rambut pita buatan tiruan ke kedudukan di mana mereka kehilangan tarikan mereka. Pita itu kemudiannya terlepas dari apa yang dipegangnya, menurut satu artikel yang diterbitkan minggu lalu dalam jurnal Science jurnal.
Apabila terdedah kepada cahaya UV, struktur molekul yang digunakan dalam peranti penyelidik membentuknya sendiri, membongkok pita gecko dari item yang dilampirkan. (Emre Kizilkan dan Jan Strueben / Robot Sains) Dalam video yang dicipta oleh para penyelidik, mereka yang "bioinspired fotocontrollable transported microstructured device" (BIPMTD) dapat mengambil plat kaca dan juga tabung uji dan menggugurkannya dengan mudah setelah cahaya UV bersinar di atasnya.
"Bahan ini boleh melakukan dua perkara bersama-sama, " kata Kizilkan: kedua-dua tongkat dan pelepasan. Dia membayangkan peka ceko yang diaktifkan dengan cahaya yang menjadi semangat untuk kerja makmal yang halus, pembuatan industri dan mungkin juga untuk robot untuk mengangkut bahan. Sebagai satu contoh, ia boleh digunakan untuk membawa bahan kimia toksik dalam tiub ujian dan menjatuhkannya dengan selamat di kawasan lain tanpa sebarang tangan manusia yang terlibat. Atau, ia boleh membenarkan seseorang membuat dinding dengan hanya pita gecko dan cahaya. Robot Penyelamat boleh menggunakan teknologi untuk memasuki bangunan yang rosak dan menyelamatkan orang.
Kolaborator Anne Staubitz, ahli biokimia di University of Bremen, berharap dapat bekerja di masa depan untuk mengubah BIPMTD menggunakan panjang cahaya yang lebih panjang, dan tidak akan merosakkan cahaya, dan diharapkan dapat terus maju dalam mengembangkan produk dalam beberapa tahun akan datang.
Penyelidik kejuruteraan Universiti Stanford, Mark Cutkosky, yang tidak terlibat dalam penyelidikan ini, mengingatkan melihat lekat yang diilhamkan oleh tokek yang dikawal oleh magnet, elektrostatik, dan kuasa lain, tetapi ini adalah penggunaan pertama cahaya yang dilihatnya. Walaupun beliau suka melihat perkembangan baru dan potensi yang dimilikinya, Cutkosky mengatakan dia ingin melihat lebih banyak ujian tentang ketahanan BIPMTD dan sejauh mana ia dapat meningkatkan kekuatan besar dan berat yang akan digunakan dalam robotik dan pembuatan.
Aaron Parness, penyelidik robot makmal Propulsion NASA, telah membantu merancang teknologi guncangan yang diilhamkan oleh gecko yang boleh digunakan oleh angkasawan untuk memasang sensor dan berjalan melintasi kapal angkasa tanpa memanfaatkan besar. Parness bersetuju dengan Cutkosky mengenai cabaran yang perlu diatasi oleh BIPMTD.
"Sepuluh tahun yang lalu, kita semua menganggap bahawa menjadikan bahan tokek terinspirasi adalah cabaran terbesar-dan itu adalah satu cabaran yang sangat besar-tetapi dalam beberapa tahun yang lalu telah menjadi jelas bahawa mekanisme yang kita gunakan untuk memanfaatkan terapi gecko bahan 'juga merupakan cabaran yang sangat besar, "kata Parness, yang tidak terlibat dalam penyelidikan ini. "Ini satu lagi sistem di mana kita boleh menyedari potensi besar pelekat yang diilhamkan oleh tokek."
