Новая технология прилипания к поверхностям, заимствованная у гекконов, позволит создать двигающихся по вертикальным стенам роботов

Новая технология прилипания к поверхностям, заимствованная у гекконов, позволит создать двигающихся по вертикальным стенам роботов

Созданы новые материалы, которые позволят роботам и, возможно, даже людям повторить удивительные способности гекконов подниматься по гладкой вертикальной поверхности и виснуть на потолке. Более того, в то время как существующие технологии, имитирующие это, довольно неуклюжи, последнюю разработку учёных можно достаточно просто включать и выключать с помощью света определённой длины волны, обеспечивая возможность перемещаться так же легко, как и прилипать.

Лапы геккона покрыты множеством волосков, распределённых таким образом, что могут формировать огромную площадь соприкосновения с поверхностью по сравнению с размерами самого геккона. Слабое межмолекулярное взаимодействие, обеспечивающее притяжение к поверхности, известное как сила ван-дер-Ваальса, становится весьма значительным, когда распределено по всей поверхности — настолько сильным, чтобы позволить маленькой ящерице удерживаться на вертикальной стеклянной поверхности из гладкого стекла.

Прошлые попытки повторить это с использованием микроскопических клиньев увенчались некоторым успехом. Тем не менее, некоторые проблемы остаются. Одной из них является — как отклеить накладки, когда пришло время двигаться. Гекконы способны справляться с этим, но даже для них значение по умолчанию это прилипание, причём до такой степени, что они будут оставаться в таком состоянии даже после смерти.

Статья в Science Robotics сообщила об успехах в этой области. Разработчики создали, как они называют, реагирующее на свет биоинспирированное микроструктурированное транспортное устройство (BIPMTD), состоящее из трёх слоёв. Первый состоит из грибовидных микроструктур размером 70 микрометров, которые имитируют волоски гекконов. Под ним находится жидкокристаллический слой и, наконец, слой подложки

Жидкие кристаллы, содержащие химический азобензол, изменяют форму под воздействием световых волн длиной 320-380 нанометров — невидимых человеческому глазу. Восстановление изначальной формы происходит при нагреве или при воздействии света в диапазоне волн 420-480 нанометров (фиолетово-синий цвет).

«Свет является раздражителем, которым можно очень быстро и точно манипулировать (по времени, интенсивности и длине волны), — сообщается в отчёте. — Это очень привлекательным стимулятор для разработки биоинспирированных фоточувствительных обратимых адгезивных систем».

Учёные фиксировали полосы BIPMTD к нижней части стеклянной поверхности и измеряли силу сцепления, подвесив к ним стеклянный шарик. При воздействии ультрафиолетового света изменялась геометрия жидких кристаллов, влияющая на микроструктуру таким образом, что сила сцепления сокращалась почти на две трети, восстанавливаясь при выключении света.

Хотя технологию необходимо развивать дальше, чтобы её можно было использовать для создания ходящих по стенам роботов, не говоря уже о перчатках и обуви, которые могли бы позволить людям двигаться как Человек-паук, перспективы для её широкого применения огромны.