理科

奇妙なクモの頭の発見は、強力ですが、リバーシブルの接着剤にインスピレーションを与えることができます。

ジョクゴル前(つまり、足の最も低い部分)接着毛髪の基底部の走査電子顕微鏡(SEM)のイメージ。 (A)の左側には、外骨格に最も近い接着性毛髪のモーガンがあります。 挿入時モーガンが薄くなって外骨格のストッパーのような構造が会っ付きます。 (b)同一の領域の追加拡大:アスタリスクは、髪が上向きに曲がることができるピボットポイントを表示します。 ここで遠位の近位は脚の先端の爪で離れると遠ざかることを意味します。 クレジット:B Poerschke、SN GorbとF Schaber

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。

スパイダーヘアのヒント

接着性毛髪(「setae」)の微細構造のSEM画像。 (A)最大1.8mmの長モルガン(全長で表示されない)と「microtrichia」(毛髪の微細な毛髪状構造)で覆われたチップ領域を示して側面。 (B)pretarsusの下部に「scopula pad」(毛髪の密束)の平面図。 髪の先端を覆うことはへら状のmicrotrichiaで歩きながらの気質にくっつきました。 (C)へら状のmicrotrichiaの高倍率画像。 クレジット:B Poerschke、SN GorbとF Schaber

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。 “

クモ毛の顕微鏡画像

(A)数千の密に密集毛髪に構成された纏足ゴール(白アスタリ​​スクは、毛髪の両方葉を表示)の爪の周りの毛髪束の下側に向かう表面。 矢印は、二つの爪を示します。 (B)ガラススライドにしがみつくpretarsusの毛髪束の側面。 (C)2番目のパネルで長方形の拡大表示。 毛先がどのように曲がっていることを確認してください。 クレジット:B Poerschke、SN GorbとF Schaber

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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Omori Yoshiaki

ミュージックホリック。フードエバンジェリスト。学生。認定エクスプローラー。受賞歴のあるウェブエキスパート。」

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