Адгезивное покрытие на основе строения конечностей геккона позволит астронавтам и роботам свободно действовать в космосе - «Наука и технологии»

Обычная липкая лента может быть использована несколько раз, прежде чем она теряет свои адгезионные свойства. Кроме этого все такие ленты оставляют на поверхности липкие следы, на которые оседает пыль и прочие загрязнители. Но исследователи из Лаборатории НАСА по изучению реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory, JPL) работают над системой, которая лишена недостатков, присущих липкой ленте, и достигается это использованием принципов, за счет которых гекконы могут удерживаться и перемещаться по вертикальным поверхностям.

Благодаря наличию на их конечностях огромного количества тончайших волосков, эти ящерицы могут передвигаться по стенам и вообще по любым поверхностям с полной непринужденностью. При этом, адгезионные свойства их конечностей абсолютно не убывают со временем. Аарон Парнесс (Aaron Parness), инженер JPL, вместе с его коллегами, используя такой же принцип, создали материал, покрытый синтетическими волосками, толщина которых намного меньше толщины человеческого волоса. Когда такой материал с некоторой силой прикладывается к поверхности, волоски изгибаются и "прилипают" к ней, в точности повторяя то, что происходит при контакте с поверхностью конечности геккона.

За явление "прилипания" несут ответственность так называемые силы Ван-дер-Ваальса, возникающие за счет дипольной природы молекул различных материалов. Все дело заключается в том, что электроны, вращающиеся вокруг ядер атомов, входящих в молекулу, располагаются неравномерно по всей площади молекулы. В результате у молекулы образуются области, имеющие ярко выраженную положительную и отрицательную полярность, хотя вся молекула целиком имеет нейтральный электрический заряд. Положительно заряженная область молекулы притягивается к отрицательной области соседней молекулы и силы этого притяжения возникают даже при чрезвычайных температурах, при высоком давлении, радиации и т.п.

Последние варианты захватов, снабженных "гекконовой липучкой" способны вырабатывать силу в 150 Ньютонов и удерживать до 16 килограмм груза. Во время испытаний, проведенных в условиях микрогравитации, материал использовался для фиксации куба, весом 10 килограмм, и удержания человека, весом около 100 килограмм. Кроме этого, "гекконовая липучка" демонстрирует высокую надежность, она не теряет своих адгезивных качеств даже после 30 тысяч циклов контакта и отделения от поверхности.

Сейчас исследователи изготовили три типа "якоря" для страховки астронавтов, работающих в открытом космосе. Каждый тип имеет разные размеры, от 2.5 на 10 до 7.6 на 20 сантиметров, и они могут обеспечить разные силы удержания. Кроме этого, подобные пластыри могут послужить для фиксации на внутренних поверхностях различных переносимых предметов на борту Международной Космической Станции.

А в настоящее время Аарон Парнесс и его группа занимаются испытаниями робота Lemur 3, конечности которого имеют покрытие из "гекконовой липучки". Пока испытания проводятся в условиях микрогравитации на модели некоторых модулей космических аппаратов, но в недалеком будущем такой робот может быть отправлен на борт космической станции, где ему выпадет возможность произвести некоторые действия в открытом космосе.