Адгезивное покрытие на основе строения конечностей геккона позволит астронавтам и роботам свободно действовать в космосе

IT новости на Учитель программирования Ру
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.

Источник


Поделиться ссылочкой: