Även geckoödlor tappar taget

2014-06-26 14:26  

Geckoödlor och spindlar kan inte sitta upp och ner i tak hur länge som helst. Det ser nanofysikens lagar till. Men kunskapen kan också komma till industriell nytta.

Geckoödlor och spindlar som verkar kunna promenera upp och ner i ett tak hur länge som helst har fascinerat forskare under lång tid.

Förmågan kommer från de små hårstrån som finns på ödlans fotsulor. Hårstråna förgrenar sig i små utskott, med en tjocklek på tio nanometer.

Utskotten liknar små stekspadar och det är de som fäster mot underlaget. Varje hårstrå är en aning vinklat mot underlaget och när geckoödlan vill fästa foten lägger den på kraft i axelriktningen. När ödlan sedan vill släppa taget lägger den i stället på kraften vinkelrätt mot hårstråna.

I ett examensarbete studerade Nils Karlsson, nybliven civilingenjör, mekaniken i geckoödlans ben och fotens vidhäftning mot underlaget. Resultatet visade att molekylrörelser har en effekt på hårstrånas förmåga att fästa mot underlaget.

- I nanovärlden är allt så litet att molekylernas rörelser blir märkbara. Allt i nanovärlden vibrerar och det har betydelse när man tittar på vidhäftning. Något som sitter fast kan spontant lösgöras av vibrationerna, säger Stefan Lindström, forskare vid Linköpings universitet.

Tillsammans med Nils Karlsson och forskaren Lars Johansson studerade han fenomenet närmare genom beräkningar på nanometertunna filmer som fästs vid en regelbundet skrovlig yta.

De kom fram till att vidhäftningen släpper när molekylrörelserna i filmen och underlaget sammanfaller, så att ytorna inte längre ligger an mot varandra. Då släpper filmen från underlaget successivt, en punkt i taget.

Slutsatsen innebär att vidhäftningen förr eller senare kommer att släppa.

- Ju högre kraft du lägger på desto sannolikare blir det att vidhäftningen lossnar snabbt, men om du lägger på en liten kraft blir det mindre sannolikt, säger Stefan Lindström.

Forskarna har tagit fram en modell för hur vidhäftningsmekanismen fungerar på nanonivå för tunna filmer som fäster på en regelbundet mönstrad yta. Modellen presenterades nyligen i Physical Review E.

Tanken är att modellen ska kunna användas som underlag när vidhäftningssystem ska dimensioneras. Till exempel kan den vara värdefull när materialet grafen, som bara består av ett lager atomer, ska tillverkas och behöver lossas från ett underlag.

- När man tillverkar väldigt tunna filmer gör man det på substrat och måste till slut lösgöra filmen från substratet. Då kan man använda den här modellen. Genom att lägga på en liten kraft som får verka under lång tid kan man få loss filmen, i stället för att lägga på en större kraft och kanske ha sönder filmen, säger Stefan Lindström.

Hans vision är att vidhäftningssystem som härmar geckoödlan ska kunna tas fram i framtiden för att ersätta lim, till exempel inom bilindustrin.

- Lim och liknande förstörs ju när man monterar isär en produkt. Men om man kunde ha anordningar som liknar geckoödlans kan man sätta på och av fästanordningen utan att den går sönder, säger han.

Linda Nohrstedt

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Debatt