Gecko Tech: Sticky Invention Ļauj Cilvēkiem Mērogot Sienas

{h1}

Jauns izgudrojums, kuru iedvesmojusi gekonko kāju lipīgums, kādu dienu varētu palīdzēt cilvēkiem mērogot sienas.

Līdzīgi kā Spider-Man mērogojošie debesskrāpji, cilvēki kādreiz var uzkāpt stikla sienās ar geko iedvesmota izgudrojuma palīdzību, saka pētnieki.

Papildus futūristiskajam aprīkojumam, ko karavīri un spiegi izmanto, lai kāptu pa sienām, pētnieki ierosina, ka viņu jaunais izgudrojums varētu radīt zābakus, kas palīdz astronautiem veikt kosmosa celiņus, un mehāniskiem satvērējiem, kas orbītā aizķer gružus.

Izgudrojumu iedvesmoja geko kājas. Šie rāpuļi var mērogot vertikālās sienas un pat pakārt otrādi, jo to mīkstie kāju pirksti ir pārklāti simtiem mikroskopisku saru, ko sauc par setiem, un tie rada sava veida elektrisko spēku, kas pazīstams kā van der Waals spēks, kas ir pietiekami stiprs, lai gekonus noturētu uz virsmām. [Biomimikrija: 7 gudras dabas iedvesmotas tehnoloģijas]

Stingrības zinātne

Zinātnieki atklāja, kā gekonu lipīgums darbojas vairāk nekā pirms desmit gadiem, un kopš tā laika pētnieki ir izstrādājuši daudzas sintētiskas līmes ar geckolike īpašībām, piemēram, atkārtotu izmantojamību. Avansi, kuru pamatā ir šāda tehnoloģija, ietver medicīniskās līmes, kas var aizzīmēt brūces.

Bet viena problēma, ar kuru saskaras gan īstie gekoni, gan sintētiskie materiāli, ir tā, ka tie nespēj izturēt tik lielu svaru, kā varētu paredzēt no kopējā viņu līmējamās virsmas laukuma. Piemēram, mašīnai, kas pazīstama kā Stickybot un kuru izstrādājuši Stenfordas universitātes pētnieki, bija pietiekami daudz geckolike līmes, lai atbalstītu 11 mārciņu (5 kilogramus) kravu, bet praksē mašīna varēja izturēt tikai desmito daļu no šī svara.

"Mēs pamanījām, ka mūsu ierīce nedarbojas ar visaugstāko potenciālu, un inženieri ienīst neefektīvas lietas," sacīja galvenā pētījuma autors Eliots Havkss, Stenfordas mehānikas inženieris.

Tagad Hawkes un viņa kolēģi ir pārsnieguši dabu ar jaunām gekonu iedvesmotām ierīcēm, kuras viņi ir izmantojuši kāpt stikla sienās. Ierīces ir aptuveni cilvēka rokas lieluma, tomēr tās ir pietiekami izturīgas, lai tās izturētu cilvēka svaru.

Turpretī, ja kāds kaut kā mēģinātu uzkāpt sienās ar īstām gekonu pēdām, kāpējs sver apmēram 155 mārciņas. (70 kg) būtu nepieciešama lipīga virsma, kas ir vismaz 186 kvadrātcollas (1200 kvadrātcentimetri) liela. Salīdzinājumam - mūsdienu tenisa raketes platība ir aptuveni 105 kvadrātcollas (675 kv. Cm).

Kā tas strādā

Ierīce sastāv no divām plāksnēm, kuras tur alpīnists. Katra plāksne ir pārklāta ar 24 flīzēm, kuru izmērs ir aptuveni 1 kvadrātcolla (6,4 kv. Cm) vai apmēram tikpat liels kā pastmarka. Katra flīze ir pārklāta ar sīkiem silīcija gumijas matiņiem, kuru augstums ir aptuveni 100 mikroni, vai tikpat augstiem, kā vidusmēra cilvēka mati ir plati.

Katra flīze ir savienota ar pārējo ierīci ar cīpslas veida auklu, kas beidzas ar atsperi, kas izgatavota no sakausējuma, kas pazīstams kā nitinols. Atšķirībā no lielākās daļas atsperu, kas, izstiepjot, kļūst stingrākas, nitinola atsperes kļūst mazāk stīvas, jo vairāk tās stiepjas.

Gudri sakārtojot cīpslas, pētnieki pārliecinājās, ka alpīnista svars vienmērīgi sadalās pa katru flīzi.

"Es biju alpīnists testos," sacīja Hokss. "Tas bija ārkārtīgi aizraujoši. Lai varētu uzkāpt uz stikla, tas šķita mazliet maģisks - šķiet, ka jūs šo ierīci uzkarat uz pilnīgi līdzenas, gludas virsmas, un tā nejūtas iespējama." [Zinātnisks fakts vai fantastika? 10 zinātniskās fantastikas koncepciju skaidrība]

Īstie gekoni un iepriekšējās sintētiskās geckolike ierīces sadala svaru tādā veidā, ka daži līmes plāksteri atbalsta lielāku svaru nekā viņu kaimiņi. "Tad, kad viena flīze tiks pārslogota ar svaru, tā neizdosies, un tad kaimiņiem neizdosies, un šāda kļūme izplatīsies kā lavīna," sacīja pētījuma līdzautors Marks Cutkosky, Stenfordas mašīnbūves inženieris.

Jaunās ierīces atbalsta būtībā tos pedāļus, kuros alpīnists novieto kājas. Tādā veidā alpīnista svaru velk uz līmējošajām flīzēm, nevis uz alpīnista rokām. "Tas jūtas kā pārvietojamas kāpnes, piemēram, es ar katru soli novietoju jaunu pakāpienu," sacīja Havkss.

"Lai pielīmētu līmi uz virsmas, jūs vienkārši uzkāpjat uz virsmas, un, lai to paceltu, jūs vienkārši noņemat savu svaru no virsmas," sacīja pētījuma līdzautors Ēriks Eisons, Stenfordas lietišķais fiziķis.

Hawkes neveicas kā hobijs, ne arī profesionāli. "Es gribēju izveidot sistēmu, kuru varētu izmantot ikdienas cilvēks," viņš teica.

Geko iedvesmota tehnoloģija

Jūnijā ASV Aizsardzības departamenta pētnieki bija ziņojuši par tādu geto iedvesmotu rokas airu komplekta izstrādi, kuri varētu atbalstīt 218 mārciņas. (99 kilogrami) vīrietis, kas pārvadā 50 mārciņas. (23 kg) paciņas, kamēr viņš mēroja 25 pēdu augstu (7,6 metru) stikla sienu. Tomēr šie airi ir daudz lielāki nekā jaunās ierīces, kuras Hawkes un viņa kolēģi ir izstrādājuši.

Tagad zinātnieki vēlas izmantot savu līmi atkritumu aizķeršanai kosmosā. Orbītas atlūzas var radīt daudz postījumu, ielecot kosmosa kuģos, kosmonautos un satelītos ar ātrumu daudz ātrāk nekā lodes. Magnetiem nebūtu labi ietvert kosmosa nevēlamo saturu, jo daudzas kosmosa struktūras ir izgatavotas no materiāliem, kurus labākajā gadījumā vāji pievelk magnētiskie lauki. Piesūcekņi tāpat nav reāls risinājums, jo tie darbojas tikai gaisā, nevis telpas vakuumā, un daudzas citas līmes sasalst un plaisā telpas aukstumā.

"Mēs strādājam pie projekta, lai izveidotu" atkritumu vedēju "satelītu, kas var satvert kosmosa nevēlamo un aizvest to vai nu uz kapsētas orbītu, vai atmosfērā, kur tas var sadedzināt," sacīja Hawkes.

Lietojumprogrammās, kas atrodas tuvāk Zemei, var ietilpt ražošanas roboti, lai satvertu stikla rūtis, saules paneļus un videoekrānus. Šo tehnoloģiju varētu izmantot arī kāpšanas robotu izstrādei, lai "pārbaudītu vai notīrītu logus", sacīja Easons. Lipīgās spilventiņi varētu arī palīdzēt lidojošiem robotiem droniem pieķerties pie logiem, sacīja Hawkes.

Zinātnieki sīki aprakstīja savus atradumus tiešsaistē 18. novembrī žurnālā Interface.

Sekojiet WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook. Oriģināls raksts par WordsSideKick.com.


Video Papildinājums: .




Pētniecība


Kā Fotoelektriskais Efekts Atbalsta Gaismas Daļiņu Teoriju?
Kā Fotoelektriskais Efekts Atbalsta Gaismas Daļiņu Teoriju?

Lietiskais Internets Līdz 2025. Gadam Radīs Solījumus Un Izaicinājumus
Lietiskais Internets Līdz 2025. Gadam Radīs Solījumus Un Izaicinājumus

Zinātne Ziņas


10 Sliktākie Puteņi Asv Vēsturē
10 Sliktākie Puteņi Asv Vēsturē

Zem Mēness Lielākā Krātera Ir Aprakta Havaju Salu Lieluma 'Anomālija'
Zem Mēness Lielākā Krātera Ir Aprakta Havaju Salu Lieluma 'Anomālija'

Vīriešu Seksuālās Problēmas, Kas Saistītas Ar Zemu Prolaktīna Līmeni
Vīriešu Seksuālās Problēmas, Kas Saistītas Ar Zemu Prolaktīna Līmeni

Bums! Kalifornijas Ēkas Iznīcināšana Atklāj Zemestrīces Risku
Bums! Kalifornijas Ēkas Iznīcināšana Atklāj Zemestrīces Risku

Vai Coca-Cola Satur Kokaīnu?
Vai Coca-Cola Satur Kokaīnu?


LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LV.WordsSideKick.com