Gecko Tech: Sticky Invention Laat Mensen Muurschildering Zijn

{h1}

Een nieuwe uitvinding, geïnspireerd door de plakkerigheid van gekkoevoeten, zou op een dag mensen kunnen helpen muren te schalen.

Net als Spider-Man die wolkenkrabbers schalen, beklimmen mensen op een dag misschien glazen wanden met behulp van een gekko-geïnspireerde uitvinding, zeggen onderzoekers.

Naast futuristische uitrusting die soldaten en spionnen gebruiken om muren te beklimmen, suggereren de onderzoekers dat hun nieuwe uitvinding zou kunnen leiden tot laarzen die astronauten helpen bij het uitvoeren van ruimtewandelingen en mechanische grijpers die puin in de baan haken.

De uitvinding was geïnspireerd op gekkoevoeten. Deze reptielen kunnen verticale wanden schalen en zelfs ondersteboven hangen omdat hun mollige tenen zijn bedekt met honderden microscopische haren genaamd setae, die een soort elektrische kracht opwekken die bekend staat als van der Waals kracht, sterk genoeg om gekko's op oppervlakken te houden. [Biomimicry: 7 slimme technologieën geïnspireerd door de natuur]

Wetenschap van kleverigheid

Wetenschappers ontdekten hoe gekkigheidskleefkracht meer dan een decennium geleden werkt, en sindsdien hebben onderzoekers veel synthetische kleefstoffen ontwikkeld met gekkelechte eigenschappen, zoals herbruikbaarheid. Vooruitgangen op basis van dergelijke technologie omvatten medische kleefstoffen die wonden kunnen afsluiten.

Maar een probleem waar zowel echte gekkos en synthetische materialen voor staan ​​is dat ze niet zoveel gewicht kunnen dragen als men zou voorspellen op basis van het totale oppervlak van het kleefoppervlak dat ze bezitten. Een machine die bekend staat als Stickybot, gemaakt door onderzoekers van de Stanford University, had bijvoorbeeld voldoende kleefstof om een ​​lading van 11 pond (5 kilogram) te ondersteunen, maar in de praktijk kon de machine slechts een tiende van dat gewicht dragen.

"We merkten dat ons apparaat niet optimaal presteerde en ingenieurs haten inefficiënte dingen", zegt hoofdonderzoeksauteur Elliot Hawkes, een werktuigbouwkundige bij Stanford.

Nu hebben Hawkes en zijn collega's de natuur overtroffen met nieuwe gekko-geïnspireerde apparaten die ze hebben gebruikt om glazen wanden te beklimmen. De apparaten zijn ongeveer zo groot als een menselijke hand, maar zijn toch sterk genoeg om het gewicht van een persoon te ondersteunen.

Als je op een of andere manier op een of andere manier muren wilt beklimmen met echte gekkoevoeten, een klimmer die ongeveer 155 lbs weegt. (70 kg) zou een kleverig oppervlak van minstens 186 vierkante inch (1.200 vierkante centimeter) groot moeten hebben. Ter vergelijking, een modern tennisracket heeft een oppervlakte van ongeveer 105 vierkante inch (675 sq. Cm).

Hoe het werkt

Het apparaat bestaat uit twee platen die een klimmer vasthoudt. Elke plaat is bedekt met 24 tegels, elk ongeveer 1 vierkante inch (6,4 vierkante cm) groot, of ongeveer zo groot als een postzegel. Elke tegel is bedekt met kleine siliconenrubberharen van ongeveer 100 micron hoog of zo hoog als een gemiddeld menselijk haar breed is.

Elke tegel is verbonden met de rest van het apparaat door een peesachtige rij die eindigt in een veer gemaakt van een legering die bekend staat als nitinol. In tegenstelling tot de meeste veren, die stijver worden wanneer ze zich uitstrekken, worden nitinol-veren minder stijf naarmate ze meer uitrekken.

Door slim de pezen aan te brengen, zorgden de onderzoekers ervoor dat het gewicht van een klimmer gelijkmatig over elke tegel verdeeld werd.

"Ik was de klimmer in de tests," zei Hawkes. "Dat was ontzettend spannend om glas een beetje magisch te kunnen beklimmen - het voelt alsof je dit apparaat op een perfect vlak, glad oppervlak haakt, en het voelt niet mogelijk." [Science Fact of Fiction? De plausibiliteit van 10 sci-fi-concepten]

Echte gekko's en eerdere synthetische geckolike apparaten verdelen het gewicht zodanig dat sommige pleisters meer gewicht dan hun buren ondersteunen. "Dan, wanneer een tegel overbelast raakt met gewicht, zal het falen, en dan zullen zijn buren falen, en een dergelijk falen zal zich voortplanten als een lawine," zei studie co-auteur Mark Cutkosky, een werktuigbouwkundige bij Stanford.

De nieuwe apparaten ondersteunen wat eigenlijk pedalen zijn waar een klimmer zijn of haar voeten in plaatst. Op deze manier trekt het gewicht van de klimmer op de zelfklevende tegels en niet op de armen van de klimmer. "Het voelt als een beweegbare ladder, alsof ik een nieuwe sport bij elke stap plaats," zei Hawkes.

"Om de lijm op een oppervlak te plakken, stapt u gewoon op het oppervlak en om het op te tillen neemt u gewoon uw gewicht van het oppervlak", zei studie co-auteur Eric Eason, een toegepaste fysicus bij Stanford.

Hawkes klimt noch als hobby noch als professional. "Ik wilde een systeem ontwerpen dat een gewoon persoon zou kunnen gebruiken," zei hij.

Gekko-geïnspireerde technologie

In juni hadden onderzoekers van het Amerikaanse Ministerie van Defensie gemeld dat ze een set gekko-geïnspireerde handpeddels hadden ontwikkeld die 218-lb konden ondersteunen. (99 kilogram) man met een gewicht van 50 pond. (23 kg) pack terwijl hij een glazen wand van 25 voet (7,6 meter) schaalde. Deze paddles zijn echter veel groter dan de nieuwe apparaten die Hawkes en zijn collega's hebben ontwikkeld.

De wetenschappers zijn nu op zoek om hun lijm te gebruiken om afval in de ruimte te krijgen. Orbitaal vuil kan veel schade veroorzaken door met snelheden veel sneller dan ruimteschepen, astronauten en satellieten in botsing te komen dan kogels. Magneten zouden niet goed zijn in het vangen van ruimteafval, omdat veel structuren in de ruimte zijn gemaakt van materialen die op zijn minst zwak worden aangetrokken door magnetische velden. Zuignappen zijn evenmin een levensvatbare oplossing, omdat ze alleen in de lucht werken, niet in het vacuüm van de ruimte, en veel andere kleefstoffen zouden bevriezen en barsten in de kou van de ruimte.

"We werken aan een project om een ​​'vuilniswagen'-satelliet te bouwen die ruimteafval kan vastpakken en deze kan verwijderen naar een baan om het kerkhof of naar de atmosfeer waar deze kan verbranden,' zei Hawkes.

Toepassingen dichter bij de aarde kunnen productierobots omvatten om glaspanelen, zonnepanelen en videoschermen te grijpen.De technologie kan ook worden gebruikt om klimrobots te ontwikkelen "om ramen te inspecteren of te reinigen", zei Eason. Sticky pads kunnen ook helpen vliegende robot-drones vastklampen aan ramen, zei Hawkes.

De wetenschappers hebben hun bevindingen online op 18 november gepubliceerd in het tijdschrift Interface.

Volg WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Oorspronkelijk artikel over WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com