11:19 2022-07-06
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Picioarele gecko sunt acoperite cu un strat ultra-subțire de lipide care le ajută să rămână lipicioase
_ Picioarele Gecko sunt acoperite într-un strat ultra-subțire de lipide care îi ajută să rămână lipici
Geckourile sunt renumite pentru că au picioare aderente care le permit să scaleze cu ușurință suprafețele verticale. Ei obțin această aparentă superputere de la milioane de structuri microscopice, asemănătoare părului, de pe degetele de la picioare.
Acum, oamenii de știință au mărit pentru o privire și mai atentă asupra acestor structuri, numite setae, și au descoperit că sunt acoperite cu un strat ultra. -film subțire de molecule de lipide care resping apa de numai un nanometru, sau miliarde de metru, grosime.
Cercetătorii de la Institutul Național de Standarde și Tehnologie (NIST) au analizat suprafața setae folosind energie înaltă. Raze X aruncate de un tip de accelerator de particule numit sincrotron. Microscopul cu sincrotron a arătat că moleculele de lipide căptușesc suprafața setae în rețele dense, ordonate.
Lipidele pot juca un rol în acest proces deoarece sunt hidrofobe, adică resping apa. „Lipidele ar putea funcționa pentru a îndepărta orice apă de sub spatule, permițându-le să intre în contact mai strâns cu suprafața”, a spus fizicianul și coautorul Tobias Weidner de la Universitatea Aarhus din Danemarca. „Acest lucru i-ar ajuta pe gecoși să-și mențină strângerea pe suprafețele umede.”
Setae și spatulele sunt făcute dintr-un tip de proteină de keratină similară cu cea găsită în părul uman și unghiile. Sunt extrem de delicate. Cercetătorii au arătat că fibrele cheratinice sunt aliniate în direcția setae, ceea ce le-ar putea ajuta să reziste la abraziune.
„Cel mai interesant lucru pentru mine despre acest sistem biologic este că totul este perfect optimizat la fiecare scară. , de la macro la micro la molecular”, a spus biologul și coautorul Stanislav Gorb de la Universitatea Kiel din Germania. „Acest lucru îi poate ajuta pe inginerii biomimetici să știe ce să facă în continuare.”
„Puteți să vă imaginați cizme gecko care nu alunecă pe suprafețele umede sau mănuși gecko pentru a ține uneltele care sunt umede”, a spus fizicianul NIST și co-autor Dan Fischer. „Sau un vehicul care poate alerga pe pereți sau un robot care poate alerga de-a lungul liniilor electrice și să le inspecteze.”
Microscopul sincrotron NIST pe care cercetătorii l-au folosit pentru a analiza setae este unic prin capacitatea sa de a identifica molecule de pe suprafața unui obiect tridimensional, măsoară orientarea lor și cartografiază poziția lor. Este situat la Laboratorul Național Brookhaven al Departamentului Energiei din SUA, unde Sursa Națională de Lumină Sincrotron II, un accelerator de particule lung de jumătate de milă, oferă o sursă de raze X de înaltă energie pentru iluminare.
Acest microscop este de obicei folosit pentru a înțelege fizica materialelor industriale avansate, inclusiv bateriile, semiconductoarele, panourile solare și dispozitivele medicale.
„Dar este fascinant să ne dai seama cum funcționează picioarele gecko”, a spus Fischer, „ și putem învăța multe de la natură atunci când vine vorba de îmbunătățirea propriei tehnologii.”
O echipă internațională de cercetători a publicat concluziile în Biology Letters. O lucrare însoțitoare anterioară, publicată în Physical Chemistry Letters, a folosit aceeași tehnică pentru a arăta cum sunt aliniate firele individuale de proteine care alcătuiesc setae.
„Se știau deja multe despre modul în care funcționează mecanic setae”. a spus fizicianul NIST și co-autorul Cherno Jaye. „Acum avem o mai bună înțelegere a modului în care funcționează în ceea ce privește structura lor moleculară.”
Geckos au inspirat multe produse, inclusiv benzi adezive cu microstructuri asemănătoare setae. Înțelegerea trăsăturilor moleculare ale setae ar putea determina inventatorii care găsesc inspirație în natură – un concept numit biomimetism – să vină cu modele și mai bune.
Setae oferă putere de lipire deoarece sunt flexibile și preiau contururile microscopice ale suprafeței pe care gecko-ul se cățără. Chiar și structurile mai mici de la capetele setelor, numite spatule, fac un contact atât de strâns cu suprafața urcătoare încât electronii din ambele materiale interacționează, creând un tip de atracție numit forțe van der Waals. Pentru a-și elibera piciorul, care altfel ar putea rămâne blocat, gecko modifică unghiul setae, întrerupând acele forțe și permițând animalului să facă următorul pas.
Comentarii:
Adauga Comentariu