Невероятные способности маленькой тропической ящерицы геккона взбираться по гладкой стене со скоростью 1 метр в секунду и даже бегать вверх тормашками по потолку из полированного стекла впечатляют! И конструкторы роботов пытались понять, как же устроена и функционирует лапка геккона. Предлагалось несколько объяснений.

Прилипание? Но у гекконов на лапках нет желез, выделяющих клейкое вещество.

Присасывание? Присоски работают благодаря тому, что давление воздуха снаружи прижимает присоску к поверхности, если внутри присоски есть вакуум. Лапки геккона могут прилипать к поверхности даже в вакууме, где нет давления воздуха. Поэтому, присасывание не может быть объяснением.

Электростатическое притяжение? Оно возникает между электрически заряженными объектами, например, между потертой тканью пластмассовой расческой и маленькими кусочками бумаги. Но когда были созданы условия, при которых любой электрический заряд исчезал, лапки геккона все равно прилипали.

Трение? Но белок, который вырабатывается в коже лапок геккона, оказывается слишком скользким. К тому же, трение не может объяснить, как геккон передвигается по потолку.

Сцепление между шероховатыми поверхностями? Но гекконы могут прилипать даже к полированному стеклу.

По-видимому, механизм действия лапки геккона основан на физических процессах на МИКРОУРОВНЕ – на уровне, как минимум, межмолекулярных или межатомых взаимодействий.

...Почти сто лет потребовалось, чтобы разгадать эту загадку природы. В 2002 году, инженеры из Калифорнийского университета в Беркли выяснили, что щетинки на лапке геккона способны ”прилипать” к любой поверхности при помощи молекулярных сил Ван-дер-Ваальса. Это - слабые силы электростатического притяжения, которые действует только на межмолекулярном уровне. Несмотря на то, что сил Ван-дер-Ваальса слабые, поверхность ступни геккона площадью 1 квадратный сантиметр способна выработать силу сцепления в 10 Ньютон, что соответствует 1 кг массы. Этот феномен объясняется тем, что каждая щетинка на конце разветвляется в 400-1000 ответвлений для увеличения площади близкого контакта с поверхностью. Благодаря плотному размещению щетинок и их разделению на концах до тысячи разветвлений, лапка геккона имеет в миллионы раз большую площадь близкого контакта, а значит и силу ”прилипания” (силы Ван-дер-Ваальса). Именно геометрия щетинок, а не химический состав их поверхности, дает возможность геккону удерживаться даже на потолке.

Уникальная способность гекконов использовать силы Ван-дер-Ваальса заинтересовала конструкторов робототехники. Метин Ситти (Metin Sitti) и Озгур Анвер (Ozgur Unver) из университета Carnegie Mellon в Питтсбурге, штат Пенсильвания использовали липкий эластомер (хотя и не в виде щетинок или волосков), чтобы сцепляться с поверхностью с помощью сил Ван-дер-Ваальса. Их лазящий по стенам робот Tankbot (60-ти граммовое устройство, размером с ладонь) снабжен двумя ”танковыми” гусеницами с траками из липкого эластомера.

Пожалуйста, по этой теме смотрите второе видео. О том, что показано на первом видео - будет отдельная статья.

http://www.newscientist.com/article/mg20227056.100-supersticky-robots-prepare-to-follow-in-geckos-footsteps.html