Бегать по стенам гекконам помогает электричество

Бегать по стенам гекконам помогает электричество
14
июл 2014

Гекконы уже 100 лет не дают покоя ученым, которые предпринимают одну попытку за другой разгадать их секреты. И понять, каким образом эти ящерки, которые караулят у ламп и фонарей в тайских ресторанчиках прилетающих на свет мелких насекомых, бегают по стенам и потолкам.

В том числе и по ровным, как стекло. Да и по самому стеклу. Ведь не мухи же - не миллиграммы весят, а десятки граммов.

Сначала думали, что гекконы выделяю клейкое вещество. За счет него и прилипают. Нет, клей оказался не при чем. Потом предполагали, что на лапках есть присоски. Но они не нашлись. Грешили даже на магнитные свойства гекконов. Но и эта смелая гипотеза не подтвердилась.

В конце-концов ученые договорились: ящеркам не дают упасть со стен и потолков две силы. Первую - создают так называемые ван-дер-вальсовые силы, которые способствуют сцеплению между атомами и молекулами и возникают между объектами, находящимися близко друг к другу так, что они начинают притягиваться.. Конкретно у гекконов за притяжение якобы отвечают микроскопические ворсинки, которыми усеяны подошвы лапок.

Ван-дер-вальсовым силам вроде бы помогают капиллярные - те, которые заставляют жидкость подниматься по тонким трубочкам. За эту - вторую силу - отвечают влажные ворсинками, контактирующие с поверхностью. В результате 50-граммовая ящерка способна удерживать лапками груз весом до 2 килограммов. Если бы человек обладал такой особенностью, то поднимал бы 2 тонны.

Однако недавно выяснилось: геккон использует еще и третью силу. Ее обнаружили канадские ученые из Университета Ватерлоо (University of Waterloo in Ontario, Canada) под руководством Александра Пенлидиса (Alexander Penlidis). Третья сила - электрическая. Точнее, электростатическая, которая возникает в результате перемещения электронов с одной поверхности на другую. За счет нее к пресловутой эбонитовой палочке, потертой о рукав, прилипают кусочки бумажки.

И геккон прилипает к отрицательно заряженной поверхности - притягивается, потому что каким-то образом заряжает свои лапки положительно. Ученые определили это, измеряя заряд лапок геккона с помощью особых датчиков из силиконовой резины (PDMS), по которым ящерки бегали.

Далее, зная заряд, исследователи подсчитали силу притяжения геккона к поверхности. И она, по их словам, оказалась равной той, которую надо приложить, чтобы отлепить лапку от поверхности. Получилось, что эта "третья сила", возможно, первая и единственная.

Коллеги Пенлидиса считают его открытие интересным. И не исключают того, что все-таки сила электростатического притяжения доминирует, когда гекконы находятся на воздухе. Но они столь же проворно передвигаются и по вертикальным поверхностям, погруженным в воду. А там электростатика не работает. Значит, действует что-то другое. Может быть, как раз те самые ван-дер-вальсовые силы и капиллярные. Загадки остаются.

КСТАТИ

А как геккон отлипает?

Возможно, ученые нашли уже все силы, благодаря которым гекконы прилипают к поверхности. Но как они от нее отлипают? Ведь каждая лапка бегущей по стене ящерки отталкивается от нее и снова притягивается по 15 раз в секунду.


Есть гипотеза, что геккон отрывает лапку от стены или потолка, каким-то образом выключая силу притяжения. При этом вроде бы меняется угол между щетинкой и поверхностью - становится меньше 30 градусов. Но так ли это? И какая сила при этом меняется - первая, вторая, третья? Или все разом? Четкого ответа на эти вопросы до сих пор нет.

Ученые интересуются гекконами не только ради развлечения. Постигнув их тайны, можно создать устройства, которые позволили бы и людям передвигаться по стенам. Например, в особых перчатках, имитирующих лапки ящерок. Но пока такие устройства появляются лишь в фантастических фильмах.