211service.com
Ett artificiellt lim griper geckon
Glöm Spider-man och träffa Geckoman. Forskare vid Stanford University har skapat ett gecko-inspirerat mänskligt klättringssystem som gjorde det möjligt för en student att skala en glasvägg med hjälp av två handstora klibbiga dynor.
En doktorand klättrar med hjälp av geckogriparna.
Forskarna, ledda av ingenjör Mark Cutkosky , hoppas också kunna använda limmet i tillverkningsutrustning, vilket gör gripdon för att manipulera enorma solpaneler, displayer och andra föremål utan behov av sugkraft eller kemiska lim. Teamet arbetar också med NASA:s Jet Propulsion Laboratory för att anpassa limmet för användning av robotar.
Geckotår är otroligt klibbiga eftersom de är täckta med grupper av långa, tunna spatelformade strukturer som kallas setae som ökar ytan och förstärker svaga elektriska attraktioner mellan tårna och en yta. Geckofötter fastnar bra men släpps lätt när djuret ändrar sin vikt; och naturligtvis kan de fastna om och om igen, till skillnad från de flesta konstgjorda tejper.
Forskare har tillverkat olika konstgjorda lim som fungerar på samma sätt, med hjälp av kluster av kolnanorör eller mikroskala kilar av gjutet gummi för att efterlikna den höga ytan av setae på geckofötter. Men dessa mekanismer har bara fungerat bra för små vikter.
Att bära större vikter kräver material med större ytor. Med hjälp av tidigare material skulle en människa på 70 kilo kräva gecko-fotliknande kuddar 10 gånger större än en normal mänsklig hand för att skala en vägg. Att skala geckovidhäftning är en utmaning, säger Cutkosky.
I sommar har United States Defense Advanced Research Projects Agency ( DARPA ) meddelat att dess Z-Man programmet hade för första gången gjort ett klättersystem baserat på gecko-lim som gjorde det möjligt för en person att stiga en vägg. Även om DARPA inte gav detaljer om hur detta åstadkoms, har Stanford-gruppen, som deltog i Z-Man-arbetet, gjort en liknande demonstration med sitt eget självhäftande system. Arbetet beskrivs i forskning publicerad idag i Journal of the Royal Society Interface .
För att göra klättersystemet började forskarna med ett befintligt lim baserat på gjutna mikrokilar gjorda av ett polymermaterial som kallas PDMS. De fäste plattor av detta material till en platt, sexkantig, handstor gripare. Varje gripare stöddes med en fjäder som fördelade vikten över dynan och absorberade en del av kraften som var involverad i klättringen. För att göra klättringen enklare kopplade forskarna också gripdonen till plattformen för en persons fötter och överförde därigenom klättringsarbetet till benen.
Jeffrey Karp , en bioingenjör vid Brigham and Women's Hospital i Boston, noterar att testsituationen involverade en mycket slät, ren, plan yta. Karp, som var med och grundade ett företag som heter Gecko Biomedicinsk att kommersialisera ett bioinspirerat kirurgiskt lim, säger Stanford-forskarna kommer att behöva visa att deras system fungerar i mindre idealiska miljöer. I den verkliga världen är ett klättersystem benäget att utsättas för fukt, regn, pollen, damm och andra föroreningar, konstaterar han.
Stanford-gruppen hoppas kunna testa limmet under särskilt extrema förhållanden. Den här månaden testade de det i ett flygplan med noll tyngdkraft med NASA och fann att det fortfarande fungerade.