تحقق رویای مرد عنکبوتی با تقلید از طبیعت

به گزارش گروه رسانه‌های دیگر خبرگزاری آنا، پژوهشگران با مطالعه رفتار مارمولک هنگام بالا رفتن از دیوار، به فکر طراحی سامان‌های برای بالا رفتن از سطوح عمودی همچون مرد عنکبوتی افتادند. آنها دستکشی از مواد پیشرفته طراحی کرده‌اند که با آن میتوان چندین کیلومتر بر روی شیشه بالا رفت.

زیست‌شناسان بر این باورند که راز بالا رفتن مارمولک از سطوح، به وجود الیاف میکروسکوپی موسوم به تارچه بر سطح پاهای چسبناک این حیوان باز می‌گردد. الیاف تارچه از طریق برهمکنش با سطح، میزان تماس میان هر پای مارمولک را با سطح افزایش می‌دهد و درنتیجه مارمولک قابلیت بالا رفتن از هر جنس دیواری را دارد.

در اصل برهم‌کنش میان تارچه‌ها و سطح به نیروی بین‌اتمی واندروالس ایجاد شده میان پای جانور و سطح مربوط می‌شود که سبب غلبه بر نیروی جاذبه اعمال شده در اثر وزن مارمولک خواهد شد.

به بیان دیگر مارمولک‌ها تاندون‌های متفاوتی با سایر حیوانات در پاهای خود دارند که برخلاف سایرین فقط وظیفه ارتباط بین استخوان و ماهیچه‌ها را بر عهده ندارد. تاندون‌های مارمولک ارتباط مستقیمی بین پوست پاها و ماهیچه‌ها برقرار می‌کند.

وقتیکه مارمولک انگشت‌هایش را روی زمین قرار می‌دهد، با افزایش فشارخون در کف پای حیوان، موج‌های سینوسی ایجاد شده و فشاری در جهت خالف سطح ایجاد می‌شود. در این حالت تاندون‌ها سخت شده و در جهت حرکت مارمولک فشار وارد می‌کنند.

ترکیب نرمی پوست و سختی تاندون‌ها سبب حرکت آسان مارمولک بر روی انواع سطوح مختلف می‌شود. با کنترل همین تاندون‌ها مارمولک در هنگام حرکت دادن پاهایش نیروی واندوالس بین سطح و پاهایش را حذف کرده و به‌پیش می‌رود.

دانشمندان با تقلید از پاهای مارمولک و با استفاده از مواد نرم لاستیکی همچون پلی اورتان و ترکیب آن با موادی همچون کولار و نانو الیاف کربن سختی مشابه تاندون‌ها را در منسوجات زیست تقلید ایجاد کرده‌اند.

طراحی این مواد به صورت تارچه‌های موجود در کف پای مارمولک انجام شده است در پژوهشی دیگر از نانولوله‌های کربنی چند دیواره برای این منظور استفاده شده است.

هر نانولوله با طولی در حدود 100-50 میکرومتر و قطری در حدود 20-10 نانومتر میتواند به عنوان یک تارچه مجزا در ساختار دستکش الهام گرفته شده از پاهای مارمولک، به کار برده شود. این نانوساختار لوله‌ای با تحمل فشار 16 مگاپاسکالی توانایی فراهم کردن قسمت سخت پاهای مارمولک را در دستکش دارد.

نمونه‌های اولیه از منسوجات زیست تقلید به صورت دستکش برای مردی که می‌خواهد از سطح شیشه بالا برود تهیه شده است. همچنین روبات هوشمند نجات‌دهنده نیز به این دستکش‌ها مجهز شده تا توانایی بالا رفتن از سطح و دیوارهای مختلف را داشته باشد.

ستاد توسعه فناوری نانو معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری به‌منظور هرچه بیشتر فناوری‌های نانویی در ایران فعالیت دارد.

منبع: فارس