Gekkóhatás nanocsövekkel

A gekkók sima, függőleges felületen is bámulatba ejtően könynyen mozognak, fejjel lefelé végigmásznak a plafonon is. Titkuk megfejtésén régóta fáradoznak, sokáig úgy vélték, hogy valamilyen vegyi anyagot bocsátanak ki, tehát ragasztónak köszönhető a különleges képesség. Később kiderült, hogy a magyarázat fizikai: a szőrszálak és a felület között fellépő elektrosztatikus erő biztosítja a tapadást. Amerikai kutatók most szén nanocsövekkel értek el hasonló hatást.

A gekkók lábujjait millió rövid szőrszál borítja, ezek mindegyikének végéből ezernyi, mindössze 0,2 mikrométer hosszú ún. spatula ágazik el. Ezek kerülnek kapcsolatba a felület molekuláival, és köztük lép fel a tapadást biztosító van der Waals erő. Ez a vonzóerő gyenge, de a spatula-felület kapcsolatok nagy száma miatt az eredmény erős kapcsolat lesz.

Liming Dai (Daytona egyetem, Ohio) és Zhong Lin Wang (Georgia műegyetem, Atlanta) szén nanocsöveket növesztett egy 4´4 milliméteres szilíciumlapkára. A lapka felületére merőleges csövek a külső végüket kivéve egyenesek voltak. A külső csővégeket viszont úgy növesztették, hogy elgörbüljenek, egymásba akadjanak, öszszekapaszkodjanak. Az egyenes nanocsőszakaszok felelnek meg a gekkó szőrszálainak, a görbült végek pedig a spatuláknak.

A nanocsőrengeteget egy felülethez nyomva, minél nagyobb felületen jön létre kapcsolat, annál erősebb lesz a vonzóerő. Többféle felület (üveg, teflon, csiszolópapír) kipróbálása után a nanocsövek az üveghez tapadtak hozzá legerősebben. Egy 1 négyzetcentiméteres, üveghez kötődött nanocsőtömeg 100 newton erősségű, a kapcsolatra merőleges irányú erőnek is képes volt ellenállni. Ez csaknem tízszer erősebb a gekkók hasonló képességénél. A szilíciumlapkát távolítva egyre kevesebb nanocső marad kapcsolatban a felülettel, megszűnnek a van der Waals kapcsolatok, a lapka könnyen elmozdítható.

Egyelőre megoldásra vár az a probléma, hogy a nanocső-felület kapcsolat létrehozásához nagyon nagy erőt kell kifejteni, mintegy 120 newtonos erővel kell a felülethez nyomni a csövecskéket. Mindenképpen előny azonban, hogy a létrejött kapcsolat nagy nyíróterhelést visel el, és könynyen megszüntethető.

 

Top cikkek
Érdemes elolvasni
Vélemény
NOL Piactér

Tisztelt Olvasó!

A nol.hu a továbbiakban archívumként működik, a tartalma nem frissül, és az egyes írások nem kommentelhetőek.

Mediaworks Hungary Zrt.