12.06.2014 | Технологии

Геккон вдохновил ученых на создание перчаток, помогающих штурмовать любые стены

Американские военные разрабатывают инновационные перчатки, которые позволят солдатам взбираться на любые вертикальные поверхности. На создание столь необычной детали экипировки инженеров вдохновили лапы геккона.

Специальная ткань, которой покрываются перчатки, так и называется – GeckSkin. Она представляет собой материал, пропитанный клейким эластомером, и повторяющий микроструктуру кожи животного.

Материал был создан исследователями лаборатории Дрейпера в Кембридже (Draper Laboratory) для Агентства передовых оборонных исследовательских проектов DARPA в рамках программы Z-Man.

"Геккон − настоящий чемпион среди альпинистов животного мира. Так что нет ничего удивительного, что специалисты DARPA изучали именно эту ящерицу в поисках вдохновения, чтобы преодолеть некоторые проблемы, с которыми сталкиваются военные в условиях современного города, – рассказывает доктор Мэтт Гудман (Matt Goodman), руководитель программы Z-Man. – Природа сама создала способ преодолеть вертикальные поверхности. Так что нам было необходимо просто разобраться в физике и биологии процесса, а затем скопировать механизм в искусственной системе, пригодной для использования человеком".

Геккон поднимается даже по вертикальному стеклу. При этом работают слабые Ван-дер-Ваальсовы силы, которые действуют между лапами ящерицы и контактной поверхностью. Лапы геккона покрыты множеством микроскопических ворсинок, сцепляющихся с опорной поверхностью.

Ворсинки организованы в крошечную иерархическую структуру, состоящую из стеблевидных щетинок, каждая из которых имеет длину 100 микрометров и радиус 2 мкм. Для сравнения: диаметр красной клетки крови человека составляет 7 мкм, а толщина человеческого волоса от 80 до 110 мкм. От каждой щетинки в коже геккона отходят сотни отростков. Толщина их не более 200 нанометров. В итоге конечности геккона могут выдерживать давление 10-20 тысяч паскалей, то есть животное способно удерживать свой вес даже на одном пальце, соприкасающемся с поверхностью.

Как выяснили исследователи, ящерица массой в 50 граммов способна удерживать на своих конечностях вес до 2 килограммов. Именно это и вдохновило учёных на изготовление клея, похожего по составу на естественную жидкость, выделяемую гекконами.

Синтетический клей помогает удерживаться на поверхностях различной степени шероховатости, в том числе и на стекле.

Недавно разработчики продемонстрировали последнюю модель GeckSkin. Сотрудник, вес которого составляет около 100 килограммов, штурмовал семиметровую вертикальную стену с дополнительным утяжелением в 22 килограмма. Утяжеление имитировало достаточно тяжёлую экипировку среднестатистического военного.

Пока разработка не готова к использованию на поле боя и всё ещё проходит тестовые испытания.

Возможно, дальнейшие разработки в этой области приведут к тому, что военные откажутся от традиционных лестниц и верёвок: новая технология обеспечит максимальную безопасность, манёвренность и возможность быстрого реагирования для бойцов, работающих в городских условиях.

По материалам UkrNet