Kandungan Terkait
- Para saintis boleh menghidupkan atau mematikan peranti ini yang terinspirasi Gecko dengan lubang cahaya
Gecko tokay kacak. Foto: Ethan Knapp dan Alyssa Stark
Sesiapa yang tinggal di atau telah melawat negara tropika mungkin sudah biasa dengan chipper yang mengikis tokek tersebut. Cicak-cicak yang ramah ini menghuni rumah dan hutan yang membentang dari Indonesia ke Tanzania ke Republik Dominika. Mereka muncul selepas matahari terbenam, memanfaatkan penglihatan penglihatan malam mereka - yang 350 kali lebih berkuasa daripada manusia - dan dialu-alukan tetamu di rumah dan hotel sejak mereka memakan nyamuk dan serangga serangga lain.
Di samping penduduk tempatan, saintis juga suka cicak berwarna-warni ini. Geckos mempunyai keupayaan unik di kalangan cicak untuk menjalankan dinding rata dan pelindung di seluruh siling, walaupun permukaannya sangat lancar. Penyelidik telah membingungkan keupayaan ini selama bertahun-tahun, dan berpuluh-puluh makmal telah menguji lekat gecko dengan harapan dapat memanfaatkan kuasa besar ini untuk kegunaan berpotensi dalam segala-galanya dari robotik ke teknologi angkasa untuk ubat untuk "pita gecko."
Gecko toes, ternyata mengandungi struktur seperti rambut yang membentuk antara muka multicontact, yang bermaksud cengkaman tokek dengan beribu-ribu struktur pelekat kecil berbanding dengan apa yang kelihatan sebagai satu kaki seragam.
Walau bagaimanapun, jurang kekal dalam pemahaman penyelidik tentang bagaimana kaki tokek berinteraksi dengan permukaan dalam persekitaran semulajadi mereka, terutama dalam keadaan kering berbanding keadaan basah. Para saintis tahu bahawa pad kaki tokek adalah superhydrophobic, atau air yang menangkis, tetapi tokek kehilangan keupayaan mereka untuk berpaut ke kaca ketika menjadi basah. Kenapa mereka tidak hanya mengusir air dan berpaut ke permukaan kaca di bawah? Begitu juga, saintis bertanya-tanya bagaimana tokek berurusan dengan daun basah di dalam hutan semasa ribut hujan.
Satu kertas baru yang diterbitkan dalam Prosiding Akademi Sains Kebangsaan menyiasat misteri-misteri ini. Penulis memutuskan untuk menguji cengkaman gecko pada pelbagai bahan basah dan kering yang menarik dan menangkis air. Untuk melaksanakan eksperimen mereka, mereka membekalkan enam tokay tokek dengan memanfaatkan bersaiz gecko. Mereka meletakkan tokek ke empat jenis bahan, seperti kaca, plastik dan bahan yang direka untuk meniru daun tropika waxy. Setelah memberikan biawak beberapa waktu untuk menyesuaikan diri dengan persekitaran baru mereka, para penyelidik menggunakan tekanan seragam seragam ke dalam abah-abah 'tokek, menarik arah yang bertentangan di mana binatang berjalan. Akhirnya, tokek dapat berpaut tidak lagi dan kehilangan cengkeraman mereka. Ini membolehkan pasukan untuk mengukur daya pelekat yang diperlukan untuk menggantikan haiwan. Mereka mengulangi eksperimen yang sama di bawah keadaan yang sangat basah juga.
Penulis mendapati bahawa bahan-bahan yang lebih "basah" -a menunjukkan sejauh mana permukaan menarik molekul air-kekuatan yang kurang diperlukan untuk mengganggu guncangan tokek. Kaca mempunyai kelembapan permukaan yang paling tinggi yang diteliti penyelidik, dan tokek mudah tergelincir dari kaca basah berbanding kaca kering. Apabila bahan itu basah, air membentuk filem yang nipis dan menarik yang menghalang rambut kaki kecil tokek daripada bersentuhan dengan permukaan.
Ciri-ciri kelembapan yang rendah daun-daun waxy, sebaliknya, membolehkan tokek untuk menegakkan cengkaman kuat, walaupun dalam ribut hujan, kerana daun secara aktif menangkis air. Geckos dilakukan sama rata dalam keadaan basah dan kering pada permukaan meniru daun, para penyelidik mendapati.
Bagaimana tokek berinteraksi dengan permukaan bergantung kepada teori termodinamik melekat, penulis menyimpulkan. Ciri-ciri ini ditentukan oleh gaya Van der Waals, atau jumlah interaksi yang menarik dan menjijikkan antara jari kaki dan ciri-ciri permukaan yang mereka hadapi. Selagi daya tarikan yang menarik ini, tokek beruntung kerana mendapat cengkaman pada apa jua permukaan yang mereka hadapi, tanpa mengira sama ada ia basah atau kering.
Dengan menggunakan lekatan keseluruhan haiwan, kami mendapati bahawa permukaan basah yang juga lemah membolehkan sistem pelekat gecko untuk tetap berfungsi untuk berpaut dan mungkin juga pergerakan.
Penemuan kami menunjukkan tahap fleksibiliti dalam sistem pelekat tokek yang sebelum ini tidak dipertanggungjawabkan dan menyeru ramalan evolusi, ekologi, dan perilaku yang menarik.
Selain menonjolkan bagaimana penyesuaian tokek membantu kadal yang menanggulangi persekitaran semulajadi, para penulis berpendapat penemuan mereka boleh menyumbang kepada reka bentuk robot tokek sintetik yang baru yang dapat mengatasi tumit geser 'tukul Achilles' yang sebenar, mungkin untuk membersihkan pencakar langit tingkap, mengintip ke atas suspek pengganas, atau hanya menukar bola lampu yang sukar dicapai.
