Реклама на портале
породыуходразведение покупки общениеконкурсы отдых литература энциклопедия
породыуходразведение покупки общениеконкурсы отдых литература энциклопедия
в мире животных
затерянный мир
"Тираннозавру кембрия" отказали в свирепости
Aurelia aurita
В Австралии найден "динозавр-гепард"
ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ ОБ АКУЛАХ
Кения без львов
между кошкой и собакой
чудеса
анекдоты
астрология
сонник
творчество читателей
охотничьи рассказы
animal_style
на досуге



на главную страницуновостикарта сайта пишите нам




   Поводок | Литература | "Затерянный мир" | № 5-6, 2001 |

  Карабкаемся вверх и вниз... на атомной энергии



Взбегая вверх по дереву со скоростью 1 м в секунду, ящерица геккон бросает вызов законам физики — так, во всяком случае, кажется непосвященному глазу. Она вырабатывает такую энергию прилипания, что одна прилипшая к поверхности лапа может выдержать вес всего тела; однако не заметно, чтобы он прилагал какие-либо усилия, чтобы оторвать лапу от дерева и сделать следующий шаг. Секрет такого замечательного лазания, по мнению группы исследователей, называющих себя "Командой гекко", заключается в особого рода способе прилипания. Эти ученые считают, что геккон подчиняется законам физики, только законы эти относятся к сфере субатомной энергии.

Возглавляет "Команду гекко" физиолог Келлар Отан из колледжа Льюиса и Кларка в Портленде, штат Орегон, и биоинженер Роберт Фул из Калифорнийского университета в Беркли. Технология лазания геккона исследуется на микроскопическом уровне. Листочки ткани, расположенные, как страницы в книге, покрывают подушечки лапок ящерицы. Каждый листок покрыт сотнями тысяч тонких волоскообразных отростков, называемых щетинками; один геккон может иметь два миллиона таких щетинок на своих лапках. Эти щетинки, в свою очередь, делятся на сотни лопатообразных кончиков, каждый из которых имеет всего 200 манометров в диаметре (меньше, чем бактерия).

В лабораториях Тома Кенни в Стенфордском университете и Рона Фиринга в Калифорнийском университете Беркли члены команды изолировали отдельные щетинки и измеряли степень их липучести с помощью микроскопного сенсорного прибора. Имитируя движение лапы геккона, исследователи сначала прижимали щетинку к сенсору, а затем отклеивали ее. Они обнаружили, что отдельная щетинка способна сопротивляться их усилиям с удивительной силой: достаточной, например, чтобы выдержать вес муравья.

Тонкие листики ткани покрывают снизу подушечку лапы гекконаПо мнению "Команды гекко", эта ящерица обладает такой силой прилипания благодаря слабым взаимодействиям между атомами лопатообразных кончиков щетинок и атомами поверхности, на которую карабкается геккон. Это взаимодействие базируется на явлении, известном в квантовой физике как силы Ван дер Вальса.

Атом состоит из положительно заряженных ядер, окруженных отрицательно заряженными электронами. Если положительный заряд ядра равен отрицательному заряду электронов, атом, как целое, совсем не несет заряда. Но движение электронов вокруг ядра непредсказуемо. Иногда они скапливаются буквально на момент, на одной стороне атома. Если это случается, атом временно получает положительный заряд с одной своей стороны и отрицательный с другой.

Эти меняющиеся (плавающие) заряды могут влиять на соседние атомы. Вообразите себе щетинки, приклеенные к стволу дерева. Теперь представьте, что атом на кончике щетинки получил заряд и что его положительная сторона ближе к дереву. Этот положительный заряд будет привлекать электроны ближайшего атома на стволе дерева, и атомы будут притягиваться друг к другу.

Листики покрыты сотнями тысяч волосков-щетинокТем временем электроны атома на щетинке продолжают передвигаться и некоторые из них оказываются на той стороне атома, которая ближе к дереву. Поскольку одинаковые заряды взаимно отталкиваются, электроны атома дерева, которые секунду назад притягивались к положительно в то время заряженной стороне атома щетинки, сейчас отталкиваются от нее. Это, в свою очередь, выдвигает на передний план положительно заряженное ядро атома дерева, которое притягивает электроны атома щетинки, и снова щетинка и дерево соединяются.

Ван дер Вальс пытался обнаружить такое взаимодействие между своей рукой и стеной, но оно оказалось слабым. На атомном уровне наша кожа похожа на уступчатый горный склон, и только атомы на вершинах этих горных уступов вступают в контакт со стеной. Но конструкция лапы геккона с громадным количеством лопатообразных кончиков на каждой щетинке позволяет многим атомам входить в контакт со стеной и как бы приклеиваться к ней.

Каждая щетинка имеет на конце тысячи лопаточек. Слабые молекулярные силы на этих лопаточках придают лапкам геккона своеобразную липучестьЕсли бы подушечки лап геккона были действительно покрыты клеем или снабжены присосками (как вначале думали ученые), то ящерице потребовалось бы много сил, чтобы оторвать ногу от стены. Но "Команда гекко" обнаружила, что изменения угла, под которым щетинка касается поверхности, достаточно, чтобы лапа отклеилась от стены: когда щетинка наклоняется, постепенно увеличивается расстояние между лопаточками и стеной, пока щетинка совсем не отлипнет. Исследователи предполагают, что когда геккон поднимается вверх по стене, угол наклона щетинок меняется при отталкивании лапы назад, что позволяет ему эту лапу поднять.

В настоящее время эта группа исследователей пытается применить на практике сделанные ими открытия, — например, усовершенствовать липкую ленту. Лента с искусственными щетинками будет клеить прочно и будет пригодна для повторного использования. Липучесть такой ленты будет сохраняться даже в условиях вакуума (в отличие от обычной ленты, липкость которой зависит отчасти от маленьких пузырьков захваченного при клейке воздуха). Космонавты, например, смогут применять эту ленту для прикрепления оборудования с наружной стороны станции. Тем временем Фиринг и Кенни заняты изготовлением искусственных щетинок, крепящихся на ногах биоробота, выпускаемого фирмой JSR, чтобы он мог подниматься вверх по стенам. Возможно, в один прекрасный день "Команда гекко" совершенно изменит технику альпинистских восхождений. С помощью пары "гекко-перчаток", покрытых триллионами искусственных щетинок, любой воскресный турист сможет лазать по горам, как человек-паук.



   25.07.2001
ВСЕ СТАТЬИ РАЗДЕЛА



ПОИСК
По сайту
В конференции
В энциклопедии
Кроме конференций
 
Вступайте в Клуб Много.ру и получайте подарки за товары для ваших питомцев и ветеринарные услуги!
ЧИТАТЬ ЕЩЕ
Смерть и жизнь спрятаны в янтаре
Антарктический монстр
Подводные чудеса Галапагосских островов
Новый грызун
АНОНС
Киевский зоопарк приветствовал посещение Поводка шумом, клекотом, свистом, рычанием и другими, иногда трудно поддающимися словесному обозначению звуками.
АНОНС
В летние месяцы Таллиннский зоопарк организует «поздновечерние экскурсии»...
АНОНС
Тут вы не встретите тесных клеток и не увидите животных с печальными глазами, тут все живут так, как им хочется в своем естественном мире. Это парк для истинных любителей животных и тем, кто побаивается «зверских морд»...
породыуходразведение покупки общениеконкурсы отдых литература энциклопедия
  © 2000 - 2014 Lavtech.Com Corp. Project of Lavtech.Com Corp.