Ερευνητές του αμερικανικού πανεπιστημίου Κορνέλ ανέπτυξαν μια νέα συσκευή, σε μέγεθος παλάμης, επιτρέπει στα χέρια να κολλάνε με ασφάλεια στον τοίχο.
Η συσκευή χρησιμοποιεί την επιφανειακή τάση του νερού και των άλλων υγρών ως δεσμούς συγκόλλησης σε μια επιφάνεια και μπορεί να οδηγήσει στην κατασκευή γαντιών και παπουτσιών, που θα κολλάνε και θα ξεκολλάνε κατά βούληση από κάθετες επιφάνειες, επιτρέποντας στους ανθρώπους να αναρριχώνται εκεί που σήμερα μπορούν μόνο στους όνειρά τους (και στις ταινίες του Χόλιγουντ). Μια άλλη πρακτική εφαρμογή θα ήταν αυτοκόλλητες σημειώσεις (Post-it) στον τοίχο, οι οποίες όμως θα μπορούν να σηκώσουν μεγάλο βάρος!
Η ανακάλυψη έγινε από τον καθηγητή χημικής και βιομοριακής μηχανικής Πολ Στιν και τους συνεργάτες του και δημοσιεύτηκε στο περιοδικό PNAS της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ.
Η έμπνευση για τη συσκευή-κόλλα προήλθε από ένα σκαθάρι της Φλόριδα (Hemisphaerota cyanea), το οποίο μπορεί να προσκολληθεί σε ένα φύλλο με δύναμη 100 φορές μεγαλύτερη από το δικό του βάρος, παρόλα αυτά μπορεί να ξεκολλήσει αμέσως όταν το θελήσει.
Η λεπτή επίπεδη συσκευή, που δεν περιλαμβάνει καθόλου στερεά κινούμενα μέρη, διαθέτει μικροσκοπικές οπές και μια μικρή κοινή μπαταρία 9 βολτ, η οποία στέλνει νερό ή άλλο υγρό (π.χ. λάδι), το οποίο βρίσκεται αποθηκευμένο σε ένα ξεχωριστό χώρο, να κυλήσει μέσω της συσκευής και των ανοιγμάτων της. Η επιφανειακή τάση των σταγόνων του υγρού, καθώς αυτές εκτίθενται στις οπές, δημιουργεί «υγρές γέφυρες» και επιτρέπει στη συσκευή να προσκολληθεί γερά σε μια άλλη επιφάνεια (π.χ. κάθετο τοίχο).
Όσο πιο μικρές και πιο πολλές είναι οι τρύπες, τόσο πιο ισχυρή είναι η συγκολλητική δύναμη. Σύμφωνα με τους ερευνητές, μια συσκευή με επιφάνεια περίπου 6,5 τετραγωνικά εκατοστά, η οποία διαθέτει εκατομμύρια τρύπες με διάμετρο ένα μικρόμετρο (ένα εκατομμυριοστό του μέτρου) η κάθε μια, μπορεί να κρατήσει κολλημένο ένα βάρος περίπου επτά κιλών.
Προς το παρόν, οι τρύπες της συσκευής έχουν διάμετρο περίπου 150 μικρόμετρα η κάθε μια και μπορούν να σηκώσουν βάρος περίπου 10 γραμμαρίων ανά τετραγωνικό εκατοστό. Αν κάθε τρύπα μειωθεί σε 0,1 μικρόμετρο, η συσκευή θα μπορεί να σηκώσει (κολλήσει) βάρος μέχρι 13 κιλών ανά τετραγωνικό εκατοστό.
Για να ξεκολλήσει η συσκευή, απλώς αντιστρέφεται το ηλεκτρικό πεδίο και το νερό αποσύρεται από τις οπές, σπάζοντας έτσι τις αόρατες «γέφυρες» συγκόλλησης που είχαν δημιουργηθεί από τις μικροσκοπικές σταγόνες ανάμεσα στη συσκευή και την άλλη επιφάνεια.
Η νέα συσκευή στηρίζεται στις αρχές της λεγόμενης «ηλεκτρο-οσμωτικής» δύναμης που αναπτύσσεται από την επιφανειακή τάση δύο ξεχωριστών επιφανειών.
Οι ερευνητές ήδη οραματίζονται την κατασκευή μεγαλύτερων τέτοιων συσκευών, μόλις τελειοποιήσουν τον μηχανισμό και ο συγκολλητικός δεσμός γίνει ακόμα ισχυρότερος. Η παραπάνω τεχνική που βασίζεται στην υγρή συγκόλληση που χρησιμοποιεί το σκαθάρι, διαφέρει από την ξηρά συγκόλληση που χρησιμοποιούν οι σαύρες και την οποία επίσης προσπαθούν να μιμηθούν οι επιστήμονες.
απε
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου