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Os pés do Gecko inspiram micro-fibras da elevado-fricção Universidade de Califórnia em Berkeley Agosto 22, 2006 Inspirado pelos cabelos notáveis que permitem geckos ao cair único-toed das paredes e do scamper sheer ao longo dos tetos, uma equipe dos investigadores conduzidos por coordenadores na universidade de Califórnia, Berkeley, criou uma disposição de micro-fibras sintéticas que usasse a fricção muito elevada suportar cargas em superfícies lisas. Os materiais da fricção elevada podem impedir deslizar sob cargas elevadas ou embeber inclines. Os investigadores encontraram que a disposição sintética de fibras do polypropylene poderia manter um quarto a uma corrediça de vidro inclined em um ângulo de 80 graus, contudo não são “pegajosos” como a fita adesiva adesiva. As fibras, embaladas 42 milhões por o centimeter quadrado, cada uma mediram mícrons longos e 0.6 de uns meros 20 mícrons no diâmetro, ou o diluidor de aproximadamente 100 vezes do que um cabelo humano. Um mícron é um-milésimo de um milímetro. A disposição da micro-fibra é descrita na introdução agosto de 19 de letras físicas da revisão. “Nós pensamos que o resultado representa um marco miliário importante em nosso projeto de pesquisa ongoing para compreender a adesão do gecko,” disse temer de Ronald, o professor UC de Berkeley da engenharia elétrica e das informáticas e o investigator principal do projeto.
Os investigadores atribuem a adesão baixa à tendência das fibras endireitar para fora e endurecer-se acima - contato assim quebrando - quando são puxados longe da superfície. “Finalmente, o que nós gostaríamos de ter somos algo com fricção elevada mas poder, com determinados movimentos, para conseguir também a adesão,” disse Carmel Majidi, estudante graduado UC de Berkeley na engenharia elétrica e nas informáticas e autor da ligação do papel da disposição da micro-fibra. Não obstante, as aplicações práticas podem ainda ser encontradas para estas disposições da micro-fibra. A fricção elevada e a adesão baixa são traços desejáveis para produtos tais como solas da sapata, pneus de carro e uma variedade do equipamento atlético. Os materiais macios tais como a borracha são usados agora para estes produtos, mas os investigadores anotam que um polímero duro poderia possivelmente estar até umas mais altas temperaturas e desgastar mais melhor do que tais materiais. “Com borracha, você controla a fricção e as propriedades do adesivo mudando suas formulação químicas,” disseram temer. “Para a disposição da micro-fibra, nós mudamos apenas suas geometria e propriedades mecânicas. Umas fibras mais grossas, mais gordas, por exemplo, reduzem a quantidade de fricção criada.” Além disso, a borracha da elevado-fricção tende a tornar-se “pegajosa,” disse temer. “As micro-fibras do polypropylene são uma classe nova do material que mostra algumas das vantagens da borracha sem a viscosidade.” Temer era entre uma equipe dos investigadores que, seis anos há, descreveram a força que permite muito provável geckos de escalar paredes e tetos. Tinha-se sabido que os geckos cinco-toed os pés cada um estão cobertos com os milhões dos cabelos minúsculos chamados setae, e como as extremidades rachadas, filiais de cada seta para fora em billions de spatulae do nanoscale. Os cientistas, including o biólogo UC Robert de Berkeley completamente, o outono de Kellar do biólogo da faculdade de Lewis e de Clark e a universidade de Stanford projetam Thomas Kenny, encontrado que a rede dos cabelos do gecko dá forma a ligações intermolecular com a superfície por meio das forças de camionete der Waals. Aquelas forças vêm somente no jogo quando as superfícies começam intimately próximas. Quando os milhões dos cabelos do gecko fazem o contato, críam coletivamente uma ligação poderosa que seja mil vezes mais forte do que os geckos da força necessitam pendurar em uma parede. Dois anos mais tarde, os membros da mesma equipe de pesquisa synthesized as pontas do cabelo do gecko que furam, fornecendo a primeira verificação experimental direta de um mecanismo de Waals do der da camionete para a adesão do pé-cabelo do gecko. Ainda mais impressive é a abilidade do gecko de unir e destacar da superfície tanta como como 15 vezes por o segundo. “Um gecko pode controlar sua adesão, furar realmente bom ou destacá-lo prontamente, e é ainda unclear como faz aquele,” disse Majidi. Os lagartos podem assim aderir fortemente a uma superfície com apenas a etapa a mais ligeira, algo que as equipes de pesquisa em torno do mundo têm para replicate ainda. Esta pesquisa nova começa partway lá criando uma disposição da micro-fibra que possa acoplar um objeto a uma superfície lisa com um toque claro, e mantem o contato com fricção. “Nós fizemos exame de um material muito duro que não tivesse nenhuma fricção no seus próprios, e modificando a geometria sozinho, sem alterar algumas de suas propriedades químicas, nós podíamos conseguir esta fricção muito elevada,” disse Majidi. Mais fibras é no contato com a superfície, mais extremamente a fricção gerou. Os investigadores estimam que cada fibra produz 200 nanonewtons da resistência de tesoura. Os meros 39 nanonewtons são tudo que é needed dobrar uma das fibras do polypropylene. (O nanonewton de A é uma força 1 bilhão vezes menores do que a força da gravidade da terra exercida em uma maçã.) o curso de A em um teclado de computador, na comparação, requer tipicamente 700 milhão nanonewtons. Este é coordenadores intitulados modificados da notícia uma liberação “cría gecko-inspirado, micro-fibras da elevado-fricção” da universidade de Califórnia, Berkeley. Recomendar este artigo? Comentários? Original version (in English) | |
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