Создана самая клейкая «липучка»

Учёные из института Макса Планка (Max-Planck-Institut für Metallforschung — MPI) и американского университета Case Western Reserve создали структурированный материал, который по клейкости в два раза превосходит стандартные ленточные скотчи (или липкие ленты). При этом новый адгезив является многоразовым, не содержит клей, его можно использовать даже на пыльных поверхностях, а также мыть с водой и мылом.

Исследователи назвали его "липкая лента насекомого" (insect tape), так как клейкие свойства были получены в результате изучения микроструктур лапок более 300 различных видов членистоногих.

Кстати, о создании этого материала исследователи грезили уже достаточно давно, хотя тогда главным идейным вдохновителем считали геккона.

"Разработанная нами липкая лента обладает самой высокой (среди аналогов) сцепляемостью с поверхностью, кроме того, у неё самый длительный срок службы (несколько тысяч циклов адгезии)", — рассказывает один из авторов исследования Станислав Горб (Stanislav Gorb), — если же она испачкается и потеряет часть своих свойств, то её можно промыть в мыльной воде, что вернёт ей начальную липкость".

Поверхность созданного учёными материала с разных ракурсов (вещество: поливинилсилоксан) .

Уже несколько столетий люди мечтают передвигаться по стенам и потолкам, как многие насекомые или гекконы. На сегодняшний день учёные выяснили, что все известные нам животные по принципу прикрепления к поверхности делятся на два типа: с помощью гладких подушечек или с помощью щетинистых поверхностей (и те, и другие способны приспосабливаться к рельефу поверхности).

Исследователи из MPI и Case Western Reserve остановились на изучении последних (более распространённых среди биологических видов) и выяснили, что щетинки на лапках насекомых расположены очень близко друг к другу и варьируются по длине (от нескольких микрометров до нескольких миллиметров). Затем оказалось, что такая иерархия позволяет получить максимальное сцепление с поверхностью.

Создавая материал с множеством равноотстоящих "волосков", учёные получили ещё одно преимущество – устойчивость к пыли. Её частицы просто "тонут" в промежутках между щетинками.

Грибовидные кончики "отростков" позволяют новой липкой ленте закрепиться на неровной поверхности, даже если на ней присутствуют трещины.

Робот Mini-Whegs 7 на вертикальной стеклянной стене: на "ногах" из обычной офисной липкой ленты (слева), на конечностях из полимера с микроструктурой (справа). Вес Mini-Whegs составляет 120 граммов.

Так как волокна щетинок материала — гибкие, "липкая лента" приклеивается и отклеивается множество раз. Во время отклеивания "волоски" растягиваются, а затем отрываются от поверхности (как присоски).

"Прочность сцепления (или сила адгезии) насекомых, пауков и гекконов на гладкой стеклянной поверхности составляет примерно 100 кПа. Наш материал демонстрирует значение в 60 кПа", – с гордостью добавляет Горб.

Сейчас учёные проводят эксперименты с новым материалом, используя его в качестве креплений для робота Mini-Whegs, преодолевающего стеклянные препятствия.

Новую ленту можно будет использовать и в других областях, например, для манипулирования различными стеклянными линзами.

По материалам: Membrana