Wetenschap

Kijk hoe wetenschappers de muur beklimmen als een Spider-man in gekko-geïnspireerde handschoenen

Kijk hoe wetenschappers de muur beklimmen als een Spider-man in gekko-geïnspireerde handschoenen

[Afbeeldingsbron: De Royal Society]

Bekijk de onderstaande video waarin Elliot Hawkes, een werktuigbouwkundig ingenieur aan Stanford, als Spider-man de muur beklimt met een paar op gekko geïnspireerde zelfklevende handschoenen.

"Om te kunnen werken, moet het oppervlak dat u beklimt relatief glad zijn; zoals glas, gelakt hout, gepolijste steen of metaal,"Hawkes zegt:"maar je kunt met heel weinig moeite vastmaken en losmaken, en om [de handschoenen] te laten kleven, hoef je alleen maar je gewicht op te hangen."

Wetenschappers halen constant een pagina uit het boek van de natuur, maar het vergroten van de poten van een gekko was niet zo eenvoudig. De uitdaging was om erachter te komen hoe je de spanning van een klimmende mensenhand subtiel over een groot stuk kleefstof kunt balanceren. En er is een reden dat je nooit grote wezens ziet met dit vermogen, de kubuswet.

De kubuswet is een natuurkundige wet die zegt dat hoe groter je wordt, hoe meer volume je moet hebben in verhouding tot je oppervlakte (als je het oppervlak van een wezen vierkant maakt, moet je zijn volume kubussen zodat zijn lichaam zijn eigen gewicht kan dragen) ). Eric Eason, een natuurkundige aan Stanford die hielp bij het ontwikkelen van de handschoenen, wijst erop dat gekko-voeten eigenlijk inefficiënt zijn - slechts een klein deel van het kussen raakt ooit een plat oppervlak en het gewicht is ongelijk verdeeld.

De handschoenen werken dankzij een droge kleefstof gemaakt door het team genaamd PDMS microwedges. De kleefstof werkt via plakkerige haarachtige nanovezels die afvlakken wanneer ze naar beneden tegen een oppervlak worden getrokken. Ze grijpen door middel van elektromagnetische aantrekkingskracht (de van der Waals-kracht genoemd), maar kunnen gemakkelijk worden verwijderd wanneer ze loodrecht worden uitgetrokken.

In tests is het 70 kg klimmer met succes geschaald a 3,6 m-hoge verticale glazen wand met behulp van 140 vierkante cm siliconen pads in elke hand. De klimmer testte de lijm honderden keren probleemloos op de muur.

"Dit is echt een groot probleem. Ik droom hier al ongeveer 15 jaar van, sinds we voor het eerst het mechanisme ontdekten waardoor gekko's aan muren blijven plakken. En dit is het bewijs dat we het eindelijk goed genoeg begrepen om iemand een gebouw te laten beklimmen,"zegt Kellar Autumn, een biomechanisch ingenieur aan het Lewis & Clark College die de adhesie van gekko's bestudeert.

Ze zijn natuurlijk niet perfect. De handschoenen werken niet in de regen en ze hebben een vrij vlak oppervlak nodig om te werken. Ze verzamelen ook vuil en stof naarmate ze vaker worden gebruikt, wat betekent dat ze na verloop van tijd minder effectief worden, maar het schoonmaken ervan is net zo eenvoudig als ze tegen plakband drukken.

Bekijk hier de volledige onderzoekspublicatie.


Bekijk de video: PJ Masks Unboxing: Catboy, Gekko u0026 Owlette Play Tent, Rocketship HQ, Ride on u0026 Toy Vehicles for Kids (Augustus 2021).