Прилипчивость гекконов объяснили трением

-OFUMWz6des1

Физики из университета штата Орегон обнаружили механизм, благодаря которому гекконы могут «включать» и «выключать» липкость свох лап. По словам ученых, он требует возникновения силы трения и определенного, тонко настроенного сочетания угла, гибкости и механического напряжения в специальных липучих выростах – сетах. Исследование опубликовано в Journal of Applied Physics, кратко о нем можно прочитать на сайте Американского института физики.

На фото: Сеты имеют древовидную наноструктуру. Изображение:AIP

Лапки гекконов снабжены особыми ветвистыми микроскопическии выростами кератина, которые называются сетами. Сеты собираются в ламеллы или мембраны, которые хорошо видны на лапках невооруженным взглядом.

В новой работе ученые составили математическую модель, которая описывает взаимодействие сет с поверхностью и объясняет, как гекконам удается переключаться между липким и не липким режимами. По словам авторов, в исходном состоянии сеты не липкие, но становятся таковыми при возникновении небольшой силы трения между ними и субстратом. «Прилипание гекконов можно считать в некотором роде противоположной стороной трения», – заявляют авторы.

PezLd63cXDA1

 

Ламеллы и сеты на лапках геккона. Справа показано различие в углах между ними и механическая модель их упругости. Изображение: Yu Tian et al., Scientific Reports, 2013

В ключевой работе 2000 года было показано, что между сетами и поверхностью при связывании возникают Ван дер Ваальсовы силы. Их прочность очень невелика, но, учитывая миллионы образуемых контактов, суммарно достаточна для того, чтобы выдерживать около 100 ньютонов на каждый квадратный сантиметр. Недавно было показано, что ламеллы также имеют большое значение для липкости сет, так как определяют угол контакта с поверхностью. В другой работе ученые обнаружили, что прочность связывания сильно падает в воде, хотя причины этого явления остались не ясны.