Удивительные нанотехнологии на примере геккона
Человечество всегда стремилось изучить и освоить разнообразные природные ресурсы и явления. Существует много примеров на различных этапах эволюции, от примитивных первобытных приборов, доспехов римских легионеров или гениальных устройств Леонардо да Винчи до такого изобретения, как противоскользящий коврик, который сейчас есть во многих домах и офисах.
Развитие инновационных технологий, привело к тому, что биомиметика в настоящее время стала заниматься созданием весьма необычных устройств. Новые технологии в области электронной микроскопии, позволили исследователям существенно продвинуться в исследовании наноматериалов. Впервые в истории человечества учёные смогли создать искусственный материал, который по своим свойствам максимально приближен к природному, а это значит, что он вобрал в себя много полезных параметров, которые свойственны исключительно природным материалам. Благодаря этому достижению, стало возможным создание антискользящего коврика для телефона, очков и прочих небольших предметов. Данный коврик-держатель, позволяет размещать на нём устройства небольшого размера практически на любой поверхности.
От изобретения коврика-липучки, который был покрыт клейкой пленкой, сделанной в лаборатории, до готового коврика-держателя с исключительными антискользящими возможностями прошло не так много времени, это всего лишь небольшой пример прорыва научных технологий, с применением биотехнологий природы. Эта история началась четыре года назад, в то время, когда американские исследователи разгадали загадку необычных ящериц под названием гекконы. Ученным удалось выяснить, что эти ящерицы с легкостью могут ходить по гладким вертикальным поверхностям, и при этом не падать благодаря строению своих лапок, они у гекконов покрытые микроскопическими ворсинками. За счет специфического расположения этих ворсинок, сила сцепления со скользкой поверхностью каждой из них приблизительно равняется 10-7Н. Но из-за того, что каждый квадратный миллиметр поверхности лапок гекконов содержит приблизительно пять тысяч подобных щетинок, суммарная сила их сцепления с поверхностью равна приблизительно 10Н/см2. В теории, маленький геккон с помощью этих ворсинок может выдержать на себе двух взрослых человек.
Чтобы скопировать поверхность лап геккона, американский ученный А.Гейм, вместе с другими исследователями воспользовался методом электронной литографии, получив в результате эксперимента антискользящую полимерную пленку, микроструктура которой была похожа на микроструктуру лап геккона. Чтобы отклеить коврик-липучку размером 1х1 см от гладкой, стеклянной поверхности необходимо применить силу около 3х Ньютонов. Несмотря на то, что эта сила намного меньше, чем сила лап геккона, подобного наноковрика будет достаточно не только, чтобы закрепить на нём телефон, но и что бы удержать на весу человека.
После изобретения этого коврика, А. Гейм и его коллеги перестали искать материалы основанные на противоскользящем эффекте геккона. В это время другие исследователи из разных стран мира очень быстро разработали аналогичные варианты противоскользящего коврика. Большую популярность приобрёл силиконовый коврик Marvelmat. Частота его микрочешуек составляет 29000 штук на см2, такой коврик хорошо прилипает как к идеально ровным, так и к шершавым поверхностям. Удивительные характеристики коврика-держатель Marvelmat позволяют с легкостью прикреплять на него мобильные телефоны и различные мелкие предметы практически на любых поверхностях, как в машине, так и в офисе и дома. В 2011 году за свои уникальные свойства, наноковрик был удостоен золотой медали престижного международного конкурса дизайна.
9/24/2013 8:06:22 AM