Созданы волокна, пучок которых приклеит человека к потолку
Мухи спокойно ползают по стенам и потолку благодаря волоскам с концами в форме лопаток на лапках. Эти волоски образуют поразительно липкие структуры и позволяют насекомому много раз приклеиваться к поверхности за счёт вандерваальсовых, кулоновских и капиллярных сил притяжения. Исследователи из Национального института материаловедения в Японии решили воссоздать эти волоски, имитируя стадии развития лапок мух во время метаморфозы куколки.
В работе, опубликованной в журнале Communications Biology, показано, что липкие волоски на лапках мухи образуются в два этапа. Сначала волоски удлиняются, и на их концах накапливаются цитоскелетные актиновые филаменты, из которых и формируются отростки в виде лопаток. Затем лопатки постепенно твердеют, а свои клейкие свойства приобретают уже после выделения особой секретируемой жидкости.
Ученые успешно воспроизвели этот процесс при комнатной температуре: растянули нейлоновые волокна, сформировали наконечники в форме лопаток и покрыли их гелем для затвердевания. Получившийся искусственный волосок намочили водой, затем дали немного высохнуть и проверили его липкие свойства. Волокно оказалось настолько прочным, что на нем удалось подвесить пластину из кремния массой 52,8 граммов. Это эквивалентно тому, как пучок с поперечным сечением в форме круга радиусом 1,7 сантиметра, состоящий из 756 таких волокон, выдержит на весу человека массой 60 килограммов. После высыхания воды и повторного намокания волокно не потеряло своих клейких свойств, это означает, что созданная структура многоразовая.
Слева — пластина из кремния, подвешенная на волокне. Справа — увеличенный фрагмент фотографии слева
Потенциальное применение структур из нейлоновых волокон впечатляет. Клейкой структурой можно снабдить конечности роботов, которые переносят скользкие вещи, чтобы обеспечить более прочный захват. Другой вариант использования — обработка подошв уличных роботов, чтобы они смогли передвигаться по вертикальным поверхностям.
