we've a new website! visit MechDesign.xyz
english
 
engineering news
 
όλα τα τελευταία νέα

Gecko project - βιομιμιτική πρόσφυση
by IKE 30-Jun-2010 00:14


Οι μικρές σαύρες (μολιτίρια ή σαμιαμίδια στην καθομιλουμένη) έχουν την φοβερή ικανότητα να αναρριχώνται ή και να τρέχουν κατακόρυφα σε κάθετες επιφάνειες ακόμα και αν αυτές είναι λείες όπως το γυαλί. Αυτής τους η ικανότητα για πρόσφυση δεν οφείλεται σε κάποιου είδους κόλλα ή κολλώδη ουσία που έχουν στα πόδια, κάτι που είναι ίσως το πρώτο πράγμα που μας έρχεται στο μυαλό όταν τα βλέπουμε να τρέχουν κάθετα σε ένα τοίχο. Αν χρησιμοποιούσαν κάποιο είδος κόλλας εκτός του ότι θα αδρανοποιούταν αμέσως λόγω σκόνης κλπ θα απαιτούνταν τεράστια προσπάθεια από το μικροσκοπικό αυτό ζωάκι ώστε να ξεκολλάει το πόδι του σε κάθε βήμα. Ο εκπληκτικός μηχανισμός που η φυσική επιλογή πρόσδωσε στα σαυράκια αυτά είναι το αντικείμενο μελετών ώστε να μπορέσουμε να τον αναπαράγουμε τεχνητά.---



Η εικόνα επάνω είναι ένα παράδειγμα σχετικού τεχνητού υλικού, ένα από τα διάφορα που μελετώνται στο εργαστήριο ρομποτικής της σχολής ηλεκτρολόγων μηχανικών του πανεπιστημίου Berkeley. Η βασική διαφορά του μηχανισμού αυτού σε σύγκριση με κάποια κόλλα είναι πως ο τελευταίος χρησιμοποιεί ένα μαλακό υλικό που κολλάει πλήρως και ομογενώς στην επιφάνεια επαφής ενώ ο μηχανισμός που χρησιμοποιούν οι σαύρες αυτές (gecko στα αγγλικά) χρησιμοποιεί πολύ μικρές και σχετικά σκληρές αποφύσεις για να σχηματίσει τοπικούς και ιδιαίτερα ισχυρούς δεσμούς με την επιφάνεια επαφής. Η σύνδεση αυτή είναι ιδιαίτερα ανισότροπη και μπορεί εύκολα να διακοπεί αν ασκηθεί δύναμη σε διαφορετική κατεύθυνση. Ένα άλλο μεγάλο πλεονέκτημα του μηχανισμού αυτού είναι το ότι εξαιτίας της δομής του είναι αυτοκαθαριζόμενος. Σωματίδια σκόνης κλπ που εύκολα μπορούν να φέρουν σε κορεσμό και να αχρηστεύσουν μία κόλλα εδώ έχουν αμελητέα επιρροή.



Στην φωτογραφία επάνω επιφάνεια gecko με σωματίδια σκόνης (αριστερά) και δεξιά μετά την χρήση όπου έχουν μείνει πλέον ελάχιστα.

Η βασική δομή της πρόσφυσης-gecko (σε ελεύθερη μετάφραση) αποτελείται από μικρές ίνες και επίπεδες απολήξεις από βήτα-κερατίνη (μία σκληρή πρωτεΐνη παρόμοια με αυτή των νυχιών ή των τριχών). Όταν η ταινία αυτή (πχ το πέλμα της σαύρας) ακουμπά σε μία επιφάνεια ακόμα και αν ασκούμε μικρή σχετικά δύναμη, εφόσον συρθεί λίγο σε συγκεκριμένη κατεύθυνση τότε σχηματίζονται πολλοί μικροί τοπικοί δεσμοί που αντέχουν αναλογικά πολύ μεγάλα φορτία. Αν μία –μικρή- δύναμη ασκηθεί προς άλλη κατεύθυνση τότε οι δεσμοί αυτοί λύονται εύκολα. Η όλη αυτή διαδικασία εκ φύσεως απομακρύνει ξένα σωματίδια όπως την σκόνη και οι ιδιότητες πρόσφυσης παραμένουν πρακτικά αναλλοίωτες ακόμα και με πολύ συχνή χρήση.



Ένα πιο προσιτό παράδειγμα είναι το μικρό αυτοκινητάκι στην φωτογραφία επάνω. Το αυτοκινητάκι στέκεται ακίνητο επάνω σε μία σχεδόν κάθετη γυάλινη επιφάνεια χάρις σε ταινίες με συνθετική ταινία-gecko που έχει τοποθετηθεί στις ρόδες του.

Για περισσότερες λεπτομέρειες και πλήρη επιστημονική βιβλιογραφία μπορείτε να επισκεφτείτε την ιστοσελίδα του Gecko Project του εργαστηρίου Ρομποτικής στο πανεπιστήμιο του Berkeley: Biologically Inspired Synthetic Gecko Adhesives
Καλό είναι να ξεκινήσετε από την ενότητα συχνών ερωτήσεων εδώ:
Gecko FAQ

(Στην πρώτη εικόνα ένα μικρό σαυράκι (Mediterranean house gecko) σκαναρισμένο από εμένα πριν κάποια χρόνια, οι υπόλοιπες εικόνες από το eecs.berkeley.edu)

blog comments powered by Disqus


more :





Κείμενα, σχέδια και φωτογραφίες είναι πνευματική ιδιοκτησία του robotpig.net εφόσον δεν αναφέρεται κάτι διαφορετικό.
Για αναδημοσίευση οποιοδήποτε τμήματος της ιστοσελίδας απαιτείται έγγραφη άδεια. © robotpig.net