Фотография нанотрубок, использованных для создания нового материала, полученная с помощью электронного микроскопа. Фото авторов исследования

Химики смогли превзойти геккона в способности прилипать

Гекконы уже давно служат "опытной моделью" для создателей клеящих веществ. Исследования показали, что лапы ящериц так хорошо связываются с поверхностью благодаря покрывающим их волоскам. Множество тонких волосков имеют очень большую площадь соприкосновения с поверхностью в том случае, если они находятся под наклоном к ней. Когда волоски направлены под прямым углом к подложке, они упираются в нее своими кончиками, и общая площадь контакта мала. Поэтому геккон легко отрывает лапу от стены, когда тянет ее вертикально вверх. Если ящерица прикладывает усилие параллельно поверхности, то стволы волосков "цепляются" за нее и не дают лапе оторваться.

Сам эффект прилипания определяется силами Ван-дер-Ваальса - определенным типом относительно слабых сил межмолекулярного взаимодействия.

Несколькими группами ученых были разработаны материалы, частично копирующие подошву лап геккона. В них также использовались нанотрубки, однако эффект прилипания заметно уступал "настоящему". Авторы данной работы нашли причину неуспеха коллег. Волоски геккона имеют неодинаковую толщину: сверху они истончаются и начинают ветвиться. Ветки обеспечивают дополнительную поверхность, за счет которой лапа крепче держится на стене. До сих пор исследователи создавали клеящийся материал из неветвящихся нанотрубок. В данной работе ученые создали нанотрубки, концы которых, по их словам, напоминают спагетти или вьющиеся ветви винограда.

Тесты, проведенные на различных типах поверхностей, начиная от стекла и заканчивая наждачной бумагой, показали, что новый материал развивает максимальное усилие сцепления около 100 ньютонов на квадратный сантиметр (это в три раза больше, чем у предыдущих аналогов). Для того чтобы оторвать материал от поверхности в вертикальном направлении, достаточно силы в десять ньютонов.

Авторы исследования считают, что их разработка окажется полезной во многих областях промышленности. Например, клеящийся материал может оказаться востребованным для скрепления электронных устройств или для использования в космосе.

Ссылки по теме
- Carbon Nanotube Arrays with Strong Shear Binding-On and Easy Normal Lifting-Off - Science, 10.10.2008
- Researchers Improve Dry Adhesive Based on Carbon Nanotubes - пресс-релиз на сайте Технологического института Джорджии, 09.10.2008
- Ученые скопировали у геккона технологию прилипания - Lenta.ru, 30.01.2008
- Наноинженеры позаимствовали у ящериц идею "обратимого сверхклея" - Lenta.ru, 16.08.2005

Сайты по теме
- Статья в Википедии о силе Ван-дер-Ваальса