Инженеры из Корнеллского университета (США) создали приспособление, имитирующее способность жука Hemisphaerota cyanea «приклеиваться» к листьям за счет сил поверхностного натяжения жидкости.
Ранее исследователи уже пытались воспроизвести механизм сцепления с вертикальной поверхностью конечностей геккона, который полагается на силы Ван-дер-Ваальса.
О необычайных способностях жука H. cyanea ученые узнали из статьи, опубликованной в 2000 году в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences; в этой публикации было показано, что насекомое может в течение двух минут удерживаться на поверхности, с которой его пытаются снять, прикладывая усилие, в 60 раз превышающее его собственный вес.
Изучив строение лапок H. сyanea, авторы приступили к созданию устройства, действующего сходным образом. В состав этого приспособления входят емкость для жидкости (сначала использовалась вода, но впоследствии ее заменили маслом) и две пластины, в одной из которых проделано множество отверстий микрометрового диаметра. Прикладывая напряжение в 9 В, исследователи вызывали электроосмотическое движение жидкости сквозь отверстия, формирование капель и образование жидкостных «мостиков», надежно связывающих устройство с поверхностью и позволяющих ему удерживать некоторую массу подвешенного груза.
Сейчас отверстия имеют диаметр около 150 мкм, и приспособление с площадью поверхности в один квадратный сантиметр выдерживает нагрузку в 10 граммов. По расчетам ученых, уменьшение диаметра до 0,1 мкм, что технологически вполне реально, должно довести массу удерживаемого груза до 13 кг.
Импульс напряжения обратной полярности позволяет переместить жидкость обратно в резервуар и отсоединить устройство от поверхности. При этом оба его состояния стабильны, и прикладываемое напряжение просто «переключает» их.
Источник: www.science.compulenta.ru
Комментарии: (0)