Лапки-липучки⁠⁠

У разных гекконов разные лапки, но держатся они одинаково. Как же?

Прилипай!

На пальцах геккона можно увидеть "ребра" - это ламели. На каждом ребре находятся миллионы щетинок, которые в 10 раз тоньше человеческих волос. Каждая щетинками делится ещё на 400-1000 волокон. Эти волокна настолько маленькие, что взаимодействуют с поверхностью на молекулярном уровне.

а. Лапка геккона б. «Подушечка» пальца геккона под микроскопом в. Одна из щетинок лапы геккона г. Она же, под бОльшим увеличением д. Максимальное увеличение щетинки

Силы Ван-дер-ваальса

Эти силы ничтожно малы и действуют на очень маленьком расстоянии, когда молекулы разных веществ настолько близки, что силы притяжения и отталкивания уравновешиваются. В этот момент происходит взаимодействие между электронами и ядрами одной молекулы и ядрами и электронами другой. Молекулы поляризуются и сближаются друг с другом, притяжение между ними при этом возрастает.

При соприкосновении лапы геккона и поверхности возникает обмен электрическими зарядами. В итоге образуется положительный электростатический заряд у лапы и отрицательный - у поверхности.

Отлипай!

Чтобы отлипнуть геккону достаточно подвинуть лапку так, чтобы угол между щитинками и поверхностью стал больше 30°, тогда силы Ван-дер-ваальса перестанут действовать. За секунду геккон может прилипнуть и отлипнуть раз пятнадцать.

Поскольку геккон в природе бегает по весьма разнообразным поверхностям, а держится только за счет физики, его лапки сделаны с большим запасом щетинок, ведь далеко не всегда все щетинки могут тесно контактировать с поверхностью. Поэтому геккон может легко удерживать свой вес на одной лапе. Сила прилипания зависит и от массы тела. Чем больше геккон, тем сильнее он может прижать лапы, поэтому даже большой жирный геккон просто так с потолка не упадёт.

Благодаря своему строению, лапы геккона отталкивают воду и грязь, они никогда не пачкаются. Единственное, что может помешать геккону прилипнуть- вода. Если намочить геккону лапы или посадить на совсем уж мокрую поверхность- он соскользнет.

Технологии

Люди, конечно, не могли пройти мимо таких замечательных лапок и стали их копировать для своих нужд.

Захват для очень мелких деталей:

Гекко-скотч

Полимерные ворсинки «гекко-скотча»; справа - те же ворсинки в соприкосновении с поверхностью.

Кусок размером в половину школьной тетради может удержать взрослого человека. Мужчина висит на силиконовой пленке 20х20 см:

Роботы:

Также ведутся работы по созданию альпинистского оборудования, которое позволит людям подниматься по стенам. Людям в форме, конечно :)