Φουτουριστική συσκευή αναρρίχησης μιμείται το σαμιαμίδι

Ο υποψήφιος διδάκτορας του Στάνφορντ Έλιοτ Χοξ, με ύψος 1,85 μέτρα και βάρος 70 κιλά, σκαρφαλώνει έναν γυάλινο τοίχο χρησιμοποιώντας μόνο δύο κολλητικές πλάκες που μιμούνται τις πατούσες του σαμιαμιδιού.

Τα γκεκκωτά, οι σαύρες της οικογένειας στην οποία συγκαταλέγονται και τα σαμιαμίδια, μπορούν να σκαρφαλώνουν ακόμα και σε λείες επιφάνειες όπως το γυαλί, με πιέσεις συγκόλλησης που μπορούν να ξεπεράσουν τα δύο κιλά ανά τετραγωνικό εκατοστό.

Αυτό σημαίνει ότι ένα σαμιαμίδι θα μπορούσε να κρεμαστεί από τον τοίχο με ένα μόνο δάχτυλο.

Η θαυμαστή ικανότητα των σαμιαμιδιών οφείλεται στη μικροσκοπική δομή των πελμάτων τους (ένθετη αριστερά), τα οποία είναι καλυμμένες με μακρόστενες δομές σαν τριχίδια. Οι δομές αυτές διακλαδίζονται στην άκρη τους, με καθένα από τα εκατοντάδες παρακλάδια να έχει διάμετρο μόλις 200 νανόμετρα, λιγότερο από το μήκος πολλών βακτηρίων.

Ανάμεσα στις επιφάνειες και τις μικροσκοπικές αυτές απολήξεις αναπτύσσονται οι λεγόμενες διαμοριακές δυνάμεις Βαν ντερ Βαλς, αρκετά ισχυρές για να συγκρατήσουν τη σαύρα.

Κολλητικές επιφάνειες που μιμούνται τα πόδια της σαύρας είχαν σχηματιστεί και στο παρελθόν, το μέγεθός τους όμως περιοριζόταν σε μερικά τετραγωνικά εκατοστά, και δεν θα αρκούσαν για να στηρίξουν έναν άνθρωπο στον τοίχο.

Όπως δείχνει η τελευταία μελέτη του Πανεπιστημίου Στάνφορντ, οι κολλητικές επιφάνειες που μιμούνται το σαμιαμίδι παύουν να είναι αποτελεσματικές όταν έχουν μεγάλες διαστάσεις επειδή το φορτίο κατανέμεται ανομοιόμορφα.

Ο Χοξ έλυσε το πρόβλημα κατασκευάζοντας μια μεγάλη κολλητική επιφάνεια από πολλές μικρότερες.

Οι οκταγωνικές κολλητικές πλάκες που δημιούργησε αποτελούνται από 24 πλακίδια σε μέγεθος γραμματόσημου, καθένα από τα οποία είναι καλυμμένο με εκατοντάδες χιλιάδες μικροσκοπικές σφήνες, ανάλογες με τα τριχίδια στις πατούσες του σαμιαμιδιού. Κάθε πλακίδιο συνδέεται στην πλάκα μέσω ενός ελαστικού νήματος και ενός ελατηρίου.

Τα ελατήρια εξασφαλίζουν την ομοιόμορφη κατανομή του φορτίου, τονίζει ο ερευνητής στην επιθεώρηση Journal of the Royal Society Interface.

Το σύστημα αναρρίχησης που επέδειξε συνίσταται από δύο κολλητικές πλάκες, από τις οποίες κρέμονται δύο υποδοχές για τα πόδια. Ο ερευνητής ανασηκώνει το ένα πόδι και μετακινεί την αντίστοιχη πλάκα με το χέρι λίγο πιο ψηλά στον γυάλινο τοίχο. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται μέχρι να σκαρφαλώσει σε ύψος άνω των τριών μέτρων.

Στη σημερινή της μορφή, η συσκευή λειτουργεί μόνο σε λείες και καθαρές επιφάνειες όπως το γυαλί. Στο μέλλον, υλικά που μιμούνται τις αυτοκαθαριζόμενες πατούσες του σαμιαμιδιού θα ήταν δυνατόν να σκαρφαλώνουν ακόμα και σε σκονισμένους τοίχους, λέει ο Χοξ.

Η ομάδα του συνεργάζεται τώρα με τη NASA για την ανάπτυξη κολλητικών ρομπότ που θα συλλαμβάνουν διαστημικά σκουπίδια και δορυφόρους που χρειάζονται συντήρηση.