Οι Geckos είναι οι λάτρεις των φυσικών και των ρομπότ-εμπνευσμένων βιολόγων για την άνευ προηγουμένου ικανότητά τους να προσκολλώνται στους τοίχους και να σκαρφαλώνουν στα ανώτατα όρια, χρησιμοποιώντας δομές που μοιάζουν με τρίχες στα δάχτυλα των ποδιών τους και εκμεταλλεύονται τη δύναμη van der Waals. Ως αποτέλεσμα, τα πόδια gecko παίρνουν το μεγαλύτερο μέρος της προσοχής της έρευνας.
σχετικό περιεχόμενο
- Οι Γκέκοι έχουν μια εκπληκτικά ισχυρή λαβή για το θάνατο
Τώρα μια αυστραλιανή και βρετανική ομάδα κάνει μια υπόθεση για δέρμα gecko. Όπως ανακάλυψαν πρόσφατα, οι μικροσκοπικές υπερ-υδρόφοβες σπονδυλικές στήλες στα κοστούμια γενεθλίων των σαυρών προωθούν ενεργά τα σταγονίδια νερού, είτε απελευθερώνοντάς τα απαλά σαν φανάρια υδρόβιου ουρανού είτε τα γυρίσματα μακριά σαν μπάλες στην πισίνα. Όπως αναφέρει η ομάδα στο Royal Society Interface, αυτό το πρόσφατα ανακαλυφθέν "geckovescence" είναι πιθανώς μια πολύτιμη στρατηγική για τη διατήρηση της ασθένειας. Σε ένα υγρό περιβάλλον, η στεγάνωση του δέρματος θα βοηθούσε να αποθαρρύνει τα βακτηρίδια ή τους μύκητες από το να επιβιώσουν και να προκαλέσουν άσχημες μολύνσεις, μια οργή ορισμένων ερπετών.
Οι ερευνητές πραγματοποίησαν την ανακάλυψη με αγριότυπους geckos, ένα είδος σαύρας που ζει σε περιοχές της Αυστραλίας που έχουν μικρή βροχή αλλά είναι βαριές στην υγρασία και τη δροσιά κατά τη διάρκεια της νύχτας. Η ομάδα δυστυχώς έπρεπε να ευθανατοποιήσει τους γκέδες για το πείραμα. Αφαίρεσαν το δέρμα των σαυρών και το χωρίστηκαν σε μικρά τμήματα, τα οποία τοποθετούσαν σε μια πλάκα χαλκού που κρατούσε ψυχρότερη από το σημείο δρόσου στο εργαστήριο, ενθαρρύνοντας τη συμπύκνωση να σχηματίζεται φυσικά. Χρησιμοποίησαν ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης για να μεγεθύνουν τις λεπτές αγκάθες του δέρματος του gecko, το καθένα μερικά μόνο μικρόμετρα, και επίσης γυρίστηκε το δέρμα στη μακροοικονομική κλίμακα.
Η ομάδα δεν αναγνώρισε έναν αλλά αρκετούς μηχανισμούς υπεύθυνους για την εκκαθάριση του gecko δέρματος του νερού. Όπως ένα αδιάβροχο φύλλο λωτού, η δομή του δέρματος του gecko ενθαρρύνει τα μικρά δροσερά άνθη να συσσωρεύονται μαζί, εμποδίζοντας την ομοιόμορφη κατανομή του νερού σε όλη την επιφάνεια. Καθώς το νερό συγκεντρώνεται, τα σταγονίδια μεγαλώνουν. Όταν οι σταγόνες φθάνουν σε ένα αρκετά μεγάλο μέγεθος, αρχίζουν να αλληλεπιδρούν με δυνάμεις όπως ο άνεμος και η βαρύτητα, ενώ ταυτόχρονα απορρίπτονται από τις υδρόφοβες αγκάθες gecko. Ένα σταγονίδιο νερού που μετρά περίπου 2 χιλιοστά, για παράδειγμα, θα αισθανόταν την απωστική δύναμη περίπου 100.000 δερματικών σπονδύλων. Τελικά οι εξωτερικές διαδικασίες κερδίζουν και το σταγονίδιο εκτοξεύεται από το δέρμα.
Δύο σειρές εικόνων χρονικής σειράς δείχνουν ότι ένα μικρό σταγονίδιο συγκρούεται με ένα μεγαλύτερο, προκαλώντας το συνδυασμένο σταγονίδιο να προωθήσει γρήγορα το δέρμα του gecko. Εικόνα: Watson et αϊ., Royal Society Interface Η ομάδα παρατήρησε επίσης ότι όταν μια μικρή εξωτερική σταγόνα (από την ομίχλη, για παράδειγμα) προσγειώνεται σε ένα μεγαλύτερο σταγονίδιο ήδη στο gecko, η προκύπτουσα αλλαγή στην επιφανειακή ενέργεια πυροδοτεί το μεγάλο σταγονίδιο μακριά με μεγάλη ταχύτητα, σχεδόν σαν να συγκρούονται δύο μπάλες στην πισίνα. Τέλος, διαπίστωσαν ότι πολύ μικρές σταγόνες νερού - με διαμέτρους περίπου 10 έως 80 μικρομέτρων - δεν απαιτούν εξωτερικές δυνάμεις αλληλεπίδρασης να προωθούνται από το δέρμα. Είναι αρκετά μικρά ώστε οι υδρόφοβες σπονδυλικές στήλες απλά να απαλλαγούν από αυτές. Οι ερευνητές εξέτασαν μόνο κουτιά τύπου geckos, αλλά προηγούμενες μελέτες έχουν βρει μικροσπέρες σε όλους τους τύπους geckos, υπονοώντας ότι άλλα είδη μπορεί να έχουν υδροδυναμικές δυνάμεις.
Ο Geckos, φαίνεται, μπορεί όχι μόνο να βοηθήσει σε βιο-εμπνευσμένο σχεδιασμό κόλλας, αλλά και σε πιθανές αυτοεξήρανσης επιφάνειες. Ίσως κάθε παράθυρο του μέλλοντος να είναι ενσωματωμένο με το δικό του συνθετικό δέρμα gecko, απαγορεύοντας τη συμπύκνωση πριν μπορέσει να σχηματιστεί.
