エンジニアは、クモの足の非常に多様な毛の機能に深い印象を受けました。
クモがそうさまざまな種類の表面を横切ってまっすぐに、さらには逆に歩いていく方法は何でしょうか? この質問に答える強力かつ可逆的であり、生体からインスピレーションを受けた接着剤を作ることができる新たな機会が開かれることがあります。 科学者たちは、過去数十年の間にゴミバルをよりよく理解するために努力してきました。 ここでは、新しい研究 機械工学のパイオニア 一種の接着性の足を形成する毛状構造の特性を初めて見せたのです。 Cupiennius salei – 以前に考えていたよりも多様である。
ドイツKiel大学のClemens Schaber博士は「実験を開始したときに、すべての個々の付着毛髪に対して最適接着のよう接着特性を見つけることができると予想している。 「しかし驚いたことに、接着力は、個々の毛髪の間大きく違いました。たとえば、毛髪は気質と低角度で最もよく接着されて、他の毛髪は、垂直に近く最も接着しました。 “
このクモ種の足は、ほぼ2,400個の小さな毛または「世相」(厚さ1/100)で構成されています。 Schaberと彼の同僚Bastian PoerschkeとStanislav Gorbは、髪のサンプルを収集し、ガラスを含む過酷滑らかな表面にどれだけうまくつくか測定した。 彼らはまた、様々な接触角で髪がどのように動作するか調査しました。
異なるタイプの髪が一緒に動作します。
意外に各毛髪は、ユニークな接着特性を示しました。 チームが強力な顕微鏡で髪を見て見たときに、各毛が明らかに他の(以前に認識することができなかった)構造配列を示していることを発見した。 研究チームは、このような多様性がクモが、様々な表面タイプを登ることができる方法の核心であることができると考えている。
この現在の作業は、各足の何千もの髪の少数だけの研究しており、すべての研究を検討することは、既存のリソースの範囲を超えています。 しかし、チームは、すべての髪が一意でない代わりに、クラスタまたは繰り返しパターンを見つけることができると予想されます。
生物からインスピレーションを受けた適用可能
Schaberは「蜘蛛のようなナノ構造を製作することは、まだ非常に難しいですが、特に天然素材の安定性と信頼性を達成するために、私たちの研究結果は、可逆的であり、残留物がない人工接着剤のために、既存のモデルをさらに最適化するすることができます。」と言います。 「クモ付きシステムで検出されたさまざまな形や接着接点の配置原理は、様々な特性を持つ様々な基質の生物のインスピレーション材料の付着力を向上させることができます。 “
参照:Bastian Poerschke、Stanislav N. GorbとClemens F. Schaberの「クモCupiennius saleiの個別付着剛毛を異なる粗さと表面エネルギーの気質に接着 “、2021年6月11日、 機械工学のパイオニア。
DOI:10.3389 / fmech.2021.702297
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