วิทยาศาสตร์

ดูนักวิทยาศาสตร์ปีนกำแพงเหมือนสไปเดอร์แมนในถุงมือตุ๊กแก

ดูนักวิทยาศาสตร์ปีนกำแพงเหมือนสไปเดอร์แมนในถุงมือตุ๊กแก

[ที่มาของภาพ: ราชสมาคม]

ดูวิดีโอด้านล่างที่แสดงให้เห็นว่า Elliot Hawkes วิศวกรเครื่องกลที่ Stanford ปีนกำแพงเหมือน Spider-man โดยใช้ถุงมือกาวที่ได้รับแรงบันดาลใจจากตุ๊กแก

"ในการทำงานพื้นผิวที่คุณกำลังปีนจะต้องค่อนข้างเรียบ เช่นแก้วไม้เคลือบเงาหินขัดหรือโลหะ"Hawkes พูดว่า"แต่คุณสามารถแนบและถอดออกได้โดยใช้ความพยายามเพียงเล็กน้อยและทำให้ [ถุงมือ] ติดสิ่งที่คุณต้องทำคือแขวนน้ำหนักของคุณ"

นักวิทยาศาสตร์มักจะนำหน้าออกจากหนังสือธรรมชาติอย่างไรก็ตามการปรับขนาดเท้าของตุ๊กแกนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายเลย ความท้าทายคือการหาวิธีปรับสมดุลความเครียดของมือมนุษย์ที่กำลังปีนข้ามกาวขนาดใหญ่อย่างประณีต และมีเหตุผลที่คุณไม่เคยเห็นสิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่ที่มีความสามารถนี้กฎลูกบาศก์

กฎคิวบ์เป็นกฎทางฟิสิกส์ที่บอกว่ายิ่งคุณมีขนาดใหญ่เท่าไหร่คุณก็จะต้องมีปริมาตรมากขึ้นเมื่อเทียบกับพื้นที่ผิวของคุณ (ถ้าคุณกำหนดพื้นที่ผิวของสิ่งมีชีวิตคุณต้องลูกบาศก์ปริมาตรเพื่อให้ร่างกายสามารถรองรับน้ำหนักของมันเองได้ ). อย่างไรก็ตาม Eric Eason นักฟิสิกส์จาก Stanford ที่ช่วยพัฒนาถุงมือชี้ให้เห็นว่าเท้าของตุ๊กแกนั้นไม่มีประสิทธิภาพจริง ๆ แล้วมีเพียงส่วนเล็ก ๆ ของแผ่นที่สัมผัสกับพื้นผิวเรียบและน้ำหนักก็กระจายไม่สม่ำเสมอ

ถุงมือทำงานได้ดีด้วยกาวแห้งที่สร้างโดยทีมงานที่เรียกว่า PDMS microwedges กาวจะทำงานผ่านเส้นใยนาโนที่มีลักษณะคล้ายเส้นผมซึ่งจะแผ่ออกมาเมื่อดึงลงกับพื้นผิว พวกมันจับโดยใช้แรงดึงดูดแม่เหล็กไฟฟ้า (เรียกว่าแรงแวนเดอร์วาลส์) แต่สามารถถอดออกได้ง่ายเมื่อดึงออกในแนวตั้งฉาก

ในการทดสอบไฟล์ 70 กก นักปีนเขาปรับขนาดได้สำเร็จ 3.6 ม- ผนังกระจกแนวตั้งสูงโดยใช้ 140 ตร.ม. แผ่นซิลิโคนในแต่ละมือ นักปีนเขาทดสอบกาวหลายร้อยครั้งบนผนังโดยไม่มีข้อผิดพลาด

"นี่เป็นเรื่องใหญ่จริงๆ ฉันฝันถึงเรื่องนี้มาประมาณ 15 ปีแล้วตั้งแต่เราค้นพบกลไกที่ทำให้ตุ๊กแกเกาะกำแพงเป็นครั้งแรก และนี่เป็นข้อพิสูจน์ว่าในที่สุดเราก็เข้าใจดีพอที่จะทำให้คนปีนตึกได้"Kellar Autumn วิศวกรชีวกลศาสตร์จาก Lewis & Clark College ผู้ศึกษาการยึดเกาะของตุ๊กแกกล่าว

พวกเขาไม่สมบูรณ์แบบแน่นอน ถุงมือจะไม่ทำงานในสายฝนและต้องใช้พื้นผิวเรียบสวยในการทำงาน นอกจากนี้ยังเก็บสิ่งสกปรกและฝุ่นละอองยิ่งใช้มากหมายความว่าจะมีประสิทธิภาพน้อยลงเมื่อเวลาผ่านไปอย่างไรก็ตามการทำความสะอาดทำได้ง่ายเพียงแค่กดลงบนเทปเหนียว

ดูสิ่งพิมพ์งานวิจัยฉบับเต็มได้ที่นี่