علم

شاهد العالم يتسلق الجدار مثل الرجل العنكبوت مرتديًا قفازات مستوحاة من الوزغة

شاهد العالم يتسلق الجدار مثل الرجل العنكبوت مرتديًا قفازات مستوحاة من الوزغة

[مصدر الصورة: الجمعية الملكية]

تحقق من الفيديو أدناه الذي يظهر إليوت هوكس ، مهندس ميكانيكي في ستانفورد ، يتسلق الجدار مثل الرجل العنكبوت باستخدام زوج من القفازات اللاصقة المستوحاة من الوزغة.

"للعمل ، يجب أن يكون السطح الذي تتسلقه أملسًا نسبيًا ؛ مثل الزجاج أو الخشب المصقول أو الحجر المصقول أو المعدن ،"هوكس يقول"ولكن يمكنك إرفاقها وفصلها بجهد قليل جدًا ، ولجعل [القفازات] تلتصق كل ما عليك فعله هو تعليق وزنك."

يقوم العلماء بإخراج صفحة من كتاب الطبيعة باستمرار ، ومع ذلك ، لم يكن رفع أقدام الوزغة بهذه البساطة. كان التحدي هو معرفة كيفية موازنة إجهاد اليد البشرية المتسلقة بدقة عبر رقعة كبيرة من المادة اللاصقة. وهناك سبب يمنعك من رؤية مخلوقات كبيرة بهذه القدرة ، قانون المكعبات.

قانون المكعب هو قانون في الفيزياء ينص على أنه كلما كبرت ، زاد الحجم الذي يجب أن يكون لديك بالنسبة لمساحة سطحك (إذا قمت بتربيع مساحة سطح كائن ما ، فيجب عليك مكعب حجمه حتى يتمكن جسمه من تحمل وزنه. ). ومع ذلك ، يشير إريك إيسون ، الفيزيائي في جامعة ستانفورد الذي ساعد في تطوير القفازات ، إلى أن أقدام الوزغة غير فعالة في الواقع - فقط جزء صغير من الوسادة يلامس سطحًا مستويًا ويتوزع الوزن بشكل غير متساو.

تعمل القفازات بفضل مادة لاصقة جافة صنعها فريق يسمى PDMS microwedges. تعمل المادة اللاصقة عبر ألياف نانوية شبيهة بالشعر تتسطح عند سحبها لأسفل مقابل السطح. إنها تتشبث باستخدام الجاذبية الكهرومغناطيسية (تسمى قوة فان دير فال) ولكن يمكن إزالتها بسهولة عند سحبها بشكل عمودي.

في الاختبارات ، 70 كجم متسلق بنجاح تحجيم أ 3.6 م- ارتفاع جدار الزجاج العمودي باستخدام 140 سم مربع وسادات سيليكون في كل يد. قام المتسلق باختبار المادة اللاصقة مئات المرات على الحائط دون فشل.

"هذه صفقة كبيرة حقا. لقد كنت أحلم بهذا لمدة 15 عامًا ، منذ أن اكتشفنا لأول مرة الآلية التي تجعل الأبراص تلتصق بالجدران. وهذا دليل على أننا فهمنا ذلك جيدًا في النهاية بما يكفي لجعل الشخص يتسلق مبنى ،"يقول Kellar Autumn ، مهندس الميكانيكا الحيوية في كلية لويس وكلارك الذي يدرس التصاق الوزغة.

إنهم ليسوا مثاليين بالطبع. لن تعمل القفازات في المطر وتتطلب سطحًا مسطحًا جدًا للعمل. كما أنها تجمع الأوساخ والغبار كلما زاد استخدامها مما يعني أنها تصبح أقل فاعلية بمرور الوقت ، ومع ذلك ، فإن تنظيفها سهل مثل الضغط عليها ضد الشريط اللاصق.

تحقق من المنشور البحثي الكامل هنا.

شاهد الفيديو: ما يجب فعله إن رأيت عنكبوت (ديسمبر 2020).