Relateret indhold
- Forskere kan tænde eller slukke denne geckoinspirerede gribeenhed med et lysglimt
En smuk tokay-gekko. Foto: Ethan Knapp og Alyssa Stark
Enhver, der bor i eller har besøgt et tropisk land, er sandsynligvis fortrolig med flishuggeren af gekkoet. Disse venlige små firben beboer huse og jungler, der strækker sig fra Indonesien til Tanzania til Den Dominikanske Republik. De dukker op efter solnedgang og drager fordel af deres nattesyn - hvilket er 350 gange mere magtfuldt end et menneskes - og er velkomne gæster i hjem og hoteller, da de klynger myg og andre skadedyr.
Foruden de lokale elsker forskere også disse farverige firben. Gekkoer har den unikke evne blandt firben til at løbe op i flade vægge og forkæle på tværs af lofter, selvom overfladen er meget glat. Forskere har forundret sig over denne evne i årevis, og snesevis af laboratorier har testet klæbevæbning i håb om at udnytte denne supermagt til potentiel brug i alt fra robotik til rumteknologi til medicin til “gekko-tape”.
Gecko tæer, det viser sig, indeholder hårlignende strukturer, der danner en multikontakt grænseflade, hvilket betyder gekko greb med tusinder af små klæbende strukturer snarere end hvad der ser ud til at være en ensartet fod.
Der er dog mangler i forskernes forståelse af, hvordan gekko fødder interagerer med overflader i deres naturlige miljø, især i tørre kontra våde forhold. Forskere ved, at gekko-tå-puder er superhydrofobe eller vandafvisende, men mister geckoer deres evne til at klamre sig fast i glas, når det bliver vådt. Hvorfor skubber de ikke bare vandet og klæber fast på glasoverfladen nedenfor? Tilsvarende spekulerer forskere i, hvordan gekkoer håndterer våde blade i skoven under regn storme.
En ny artikel offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences undersøger disse mysterier. Forfatterne besluttede at teste gecko-greb på en række våde og tørre materialer, der både tiltrækker og afviser vand. For at udføre deres eksperimenter udstyrede de seks tokay-gekkoer med gecko-størrelse seler. De placerede gekkoerne på fire forskellige typer materialer, såsom glas, plastik og et stof designet til at efterligne voksagtige tropiske blade. Efter at have givet øglerne tid til at tilpasse sig deres nye omgivelser, anvendte forskerne et ensartet træktryk på gekkoens seler og trak i den modsatte retning af, hvor dyrene gik. Til sidst kunne gekkoerne ikke klamre sig længere og mistede grebet. Dette gjorde det muligt for teamet at måle den klæbekraft, der kræves for at fortrænge dyrene. De gentog de samme eksperimenter også under meget våde forhold.
Forfatterne fandt, at materialer, der er mere "befugtelige" - en indikation af, i hvilken grad en overflade tiltrækker vandmolekyler - jo mindre kraft det tog for at forstyrre de klamrende geckos greb. Glas havde den højeste befugtbarhed af overfladerne, som forskerne testede, og gekkoer gled let fra vådt glas sammenlignet med tørt glas. Når dette materiale bliver vådt, danner vand en tynd, attraktiv film, der forhindrer at geckos lille tåhår kommer i kontakt med overfladen.
På den anden side tillader gekkoer et robust greb, selv i regnvejr, fordi blade aktivt afviser vand. Gekkoer fungerede lige så godt under våde og tørre forhold på den blad-efterlignende overflade, fandt forskerne.
Hvordan gektene interagerer med overflader afhænger af en termodynamisk teori om vedhæftning, konkluderer forfatterne. Disse træk er dikteret af Van der Waals kraft, eller summen af attraktive og frastødende interaktioner mellem gekko tæer og karakteristika for de overflader, de kommer i kontakt med. Så længe disse attraktive kræfter svirrer, er gekkoer heldige for at få fat på uanset overflade, de kommer i kontakt med, uanset om det er vådt eller tørt.
Ved hjælp af vores adhæsionsresultater fra hele dyrene fandt vi, at våde overflader, der endda er svagt, tillader, at gecko-klæbemiddelsystemet forbliver funktionelt til klamring og sandsynligvis også bevægelse.
Vores fund antyder et niveau af alsidighed i klædesystemet med gekko, der tidligere ikke blev redegjort for og sætter spørgsmålstegn ved interessante evolutionære, økologiske og adfærdsmæssige forudsigelser.
Ud over at kaste lys over, hvordan gekko-tilpasninger hjælper øglerne med at klare deres naturlige miljø, tror forfatterne, at deres fund kan bidrage til at designe nye syntetiske gekko-robotter, der muligvis kan overvinde geckos 'akillehæl i vådglas, som måske er nyttige til rengøring af skyskraber vinduer, spionere efter mistænkte terrorister eller blot skifte en svær tilgængelig pære.
