چسبندگی مشابه پای مارمولک با نوار نانوالیافی

در آینده نه چندان دور آدمی به‌دلیل تولید مواد چسبنده جدید مبتنی بر نانوساختارهای موجود در پای مارمولک، توانایی مارمولک برای بالا رفتن از دیوار عمودی را نسخه‌برداری می‌کند. گروهی از محققان در دانشگاه کالیفرنیا یک نوار نانوالیافی زیست‌تخریب‌پذیری تولید کرده‌اند که قادر به ایجاد پیوندهای بسیار قوی است و ممکن است روزی برای صعود از صخره‌ها به صخره‌نوردها کمک کند.

در آینده نه چندان دور آدمی به‌دلیل تولید مواد چسبنده جدید مبتنی بر نانوساختارهای
موجود در پای مارمولک، توانایی مارمولک برای بالا رفتن از دیوار عمودی را نسخه‌برداری
می‌کند. گروهی از محققان در دانشگاه کالیفرنیا یک نوار نانوالیافی زیست‌تخریب‌پذیری
تولید کرده‌اند که قادر به ایجاد پیوندهای بسیار قوی است و ممکن است روزی برای صعود
از صخره‌ها به صخره‌نوردها کمک کند.

از هنگامی که کِلار آیتمن، از کالج لویس و کلارک در پرتقال و همکارانش، در سال ۲۰۰۲
نشان دادند که توانایی صعود بعضی از حیوانات به‌دلیل برهم‌کنش واندروالس بین میلیون‌ها
نانوالیاف(معروف به setae) در پاهای این حیوانات و دیوار است، دانشمندان سعی در
توسعه مواد مختلفی دارند که از پای مارمولک تقلید می‌کنند. در واقع این یافته دلالت
بر این امر داشت که این خواص چسبندگی فقط به ‌اندازه و شکل این نانوالیاف بستگی
دارد و چندان به شیمی سطح مرتبط نیست.

نانوالیاف (معروف به setae ) روی پاهای مارمولک دلیل توانایی صعودکردن آن می‌باشد.

این مواد چسبنده جدید مبتنی بر اصول مارمولک،
سرعت و پرپشتی مناسبی دارند ولی دارای همه هفت معیاری که کلار برای مواد چسبنده
شبه‌مارمولک ذکر کرده‌است، نیست. این گروه تحقیقاتی به رهبری رون فیرینگ از
دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، نوار چسبنده قوی‌ای ـ الهام‌گرفته از مارمولک ـ
تولید کرده‌اند که دارای پنج تا از این معیارهاست. در واقع این ماده همه
معیارها را به‌جز توانایی برای خودتمیزکنندگی و یک برهم‌کنش ـ که مستقل از زبری
سطح است ـ داراست.
نوار چسبنده سنتزی الهام‌گرفته از مارمولک(GSA) این گروه مبتنی بر نانوالیاف
پلاستیکی سخت است و برخلاف نوارهای چسبنده مرسوم، این نوار GSA، هنگامی که روی
سطح فشرده می‌شود، نمی‌چسبد. در عوض این نوار به‌منظور چنگ‌ زدن به بستر، یک
حرکت سُر خوردن کوچک روی آن بستر، لازم دارد؛ زیرا اتصال این نانوالیاف با
نیروهای برشی بیشتر می‌شود.
حرکت سر خوردن، منجر به ایجاد یک نیروی برشی می‌‌شود که در مسیر حرکت، سطح تماس
را افزایش می‌دهد. در مقابل با حذف این نیروی برشی، این فیلم راحت‌تر می‌تواند
از سطح کنده شود. به همین دلیل است که یک مارمولک که روی دیوار حرکت می‌کند، می‌تواند
در کمتر از نیم ثانیه قبل از کشیدن وزنش، به‌آسانی پای خود را از روی سطح بلند
کند.
نتایج این تحقیق در مجله Journal of the Royal Society: Interface منتشر شده‌است.
 

نانوستون‌های مخروطی‌شکل روی نوار چسبنده الهام گرفته از مارمولکِ کارپ و لانگر.

همچنین گروه‌های تحقیقاتی روبرت لانگر در مؤسسه فناوری ماساچوست و جفری کارپ در
دانشگاه هاروارد، هر دو در کمبریج، نوع دیگری نوار چسبنده الهام‌گرفته از مارمولک
را تولید کرده‌اند و که ‌امیدوارند در کاربردهای جراحی مفید باشد. این محققان
پلی(گلاسرول – کو- سباکات اکریلات)، الاستومر زیست‌تخریب‌پذیر را به‌صورت نانوستون‌های
مخروطی‌شکل درآوردند و برای بهینه ‌کردن چسبندگی آنها به بافت‌هایی از قبیل روده
خوک به‌‌صورت سیستماتیک شاخص‌های هندسی این شکل‌ها را تغییر دادند. این محققان
امیدوارند که با توسعه این روش، مواد جدیدی برای آب‌بندی جراحت‌ها و جایگزینی بخیه‌ها
و وصله‌های جراحی، تولید کنند.
این محققان نتایج خود را در مجله Proc. Natl. Acad. Sci. منتشر کرده‌اند.