Минобороны США помогло аспиранту обрести способности Человека-паука

Кадр: видео YouTube

Аспирант смог повторить подвиги Человека-паука и взобраться по стеклянной стене на высоту 3,6 метра с помощью материала, созданного по образцу лапок геккона. О новой технологии, разработанной при участии Министерства обороны США, рассказывается в журнале Journal of the Royal Society Interface.

Ученые из Стэнфорда усовершенствовали устройство лапок геккона. Эти конечности снабжены микроскопическими волосками (setae) с диаметром в несколько микрометров, которые, в свою очередь, составлены из еще более мелких нитей (spatulae). Последние на своих окончаниях имеют небольшие плоские участки, образующие Ван-дер-Ваальсовы связи с поверхностью. Хотя это самый слабый из всех видов химической связи, миллионы волосков позволяют лапкам гекконов выдерживать многократный вес животного.

Тем не менее у животных только небольшая доля волосков контактирует с поверхностями, и нагрузка на них распределена неровно. Ученые исправили эти недочеты. Они изготовили микроклинышки (аналоги волосков) из полидиметилсилоксана (материал на основе кремния) и собрали сотни тысяч этих элементов на плитках размером с марку. Потом 24 плитки расположили на восьмиугольной пластине. Специальная система натяжных элементов и рессор распределяет нагрузку по всей поверхности, не давая одной случайно отклеившейся плитке перегрузить остальные.

Затем инженер Элиот Хокс (Elliot Hawkes) привязал эти пластины к рукам и ногам своего аспиранта (тот весит 70 килограммов) и попросил взобраться вверх по стеклянной стене лаборатории, что тот и сделал. Аспирант мог бы карабкаться и дальше, на высоту небоскреба, заявил Хокс.

Однако ученые отметили, что на неровных, грязных и влажных поверхностях их устройство все еще уступает лапкам геккона в клейкости. Чтобы решить эту проблему, можно было бы уменьшить размер плиток или разработать систему самоочищения.

Практическую пользу технология приносит пока не монтажникам-высотникам, а в космической сфере: вместе с Лабораторией реактивного ускорения НАСА ученые создают покрытие для роботов, позволяющее им эффективно подбирать космический мусор. В ходе недавнего эксперимента в условиях невесомости небольшой робот приклеился пластиной к солнечной панели четырехсоткилограммового спутника, остановил его и развернул в противоположном направлении.