Οι σαύρες μας βοηθούν στο σχεδιασμό μιας πανίσχυρης κόλλας

Από σελίδα του περιοδικού Nature, Ιούνιος 2003

Εμπνευσμένη από τα δάχτυλα ενός είδους σαυρών, (των gecko), μια νέα σούπερ κολλητική ταινία, είναι τόσο ισχυρή που επιτρέπει σ' ένα άτομο να κολλήσει σε ένα ταβάνι μόνο με το ένα χέρι του. Με κάποιες βελτιώσεις, μια τέτοια ταινία θα μπορούσε να βρει απεριόριστες εφαρμογές. Λάστιχα με άριστο κράτημα, χειρουργική ταινία, γάντια ορειβατών κ.λ.π.  

Δεξιά: Υλικό για σταθερή επικόλληση: Οι σαύρες gecko έχουν καλυμμένα τα δάχτυλά τους με μικροσκοπικά τριχίδια.

Οι σαύρες Gecko είναι διάσημες για την ικανότητά τους να αναρριχώνται σε τοίχους και να κρέμονται από το ταβάνι με ένα μόνο δάχτυλό τους. Οι σαύρες αυτές μπορούν και τα καταφέρνουν γιατί οι κάτω επιφάνειες των δαχτύλων τους καλύπτονται με εκατομμύρια μικροσκοπικά τριχίδια που μπορούν να τις κολλάνε με κάθε επιφάνεια. 

"Τα πόδια των σαυρών Gecko έχουν βελτιστοποιηθεί στην επικόλληση, μέσω της εξέλιξης", λέει ο Andre Geim του Πανεπιστημίου του Manchester, η ομάδα του οποίου έχει παράγει ένα κομμάτι συνθετικής ταινίας όπως των ποδιών των gecko, μεγέθους ενός γραμματοσήμου. 

Το δείγμα αυτό κατάφερε να κολλήσει ένα παιχνίδι ομοίωμα Ανθρώπου-Αράχνης, στην κάτω επιφάνεια μιας οριζόντιας γυάλινης πλάκας, για αρκετές ώρες. "Θεωρητικά ο Άνθρωπος-Αράχνη θα παρέμενε κολλημένος για πάντα" λέει ο Geim. 

Οι πραγματικές περιπέτειες του Spiderman

Η ταινία καλύπτεται με εκατομμύρια πλαστικά πολυμερή τριχίδια που προεξέχουν. Το καθένα έχει ύψος ακριβώς δύο χιλιοστά του χιλιοστομέτρου, επιτρέποντας έτσι να έρχονται σε εξαιρετικά στενή επαφή με τα μόρια της επιφάνειας. Σε ξηρές επιφάνειες, τα τριχίδια υπόκεινται σε ασθενείς ελκτικές δυνάμεις που λέγονται δυνάμεις van der Waals και είναι δυνάμεις μεταξύ μορίων. 

Σε υγρές πάλι επιφάνειες, δυνάμεις προσρόφησης μέσω τριχοειδών φαινομένων, κολλάνε τα τριχίδια στην επιφάνεια. Έτσι τουλάχιστον ερμηνεύει τα φαινόμενα η ομάδα του Geim. 

Επειδή δεν υπάρχει πουθενά κόλλα, η επιφάνεια παραμένει καθαρή μετά την απομάκρυνση της ταινίας. Όπως και τα δάχτυλα των gecko από τα οποία ήρθε η έμπνευση, η νέα κολλητική ταινία είναι αδιάβροχη και επαναχρησιμοποιήσιμη. 

"Μπορείς να την χρησιμοποιήσεις για να κολλήσεις κάδρα στον τοίχο, χωρίς ν' αφήσεις σημάδια" λέει ο Metin Sitti, μηχανικός του πανεπιστημίου Carnegie Mellon, ο οποίος σχεδιάζει επίσης παρόμοιες κολλητικές ουσίες.  Δεν υπάρχουν επιβλαβή κατάλοιπα, κι έτσι θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την επανασυγκόλληση ιστών σε χειρουργικές επεμβάσεις, λέει ο ίδιος. 

"Αστειευόμαστε και λέγαμε να κρεμάσουμε έναν από τους σπουδαστές μας έξω από το παράθυρο," λέει ο Geim, "αλλά κάτι τέτοιο θα αποτελούσε σπατάλη του υλικού μας - φυσικά εννοώ την ταινία μας και όχι το σπουδαστή μας". Ένα τετραγωνικό μέτρο ταινίας gecko θα κόστιζε δεκάδες χιλιάδες Αγγλικές λίρες για να παραχθεί. Χρειάζεται λοιπόν να βρεθούν νέοι φτηνοί τρόποι μαζικής παραγωγής. 

Η αρχική ταινία κρατούσε τις κολλητικές της ιδιότητες μόνο για 7 ή 8 επικολλήσεις. Οι πραγματικές σαύρες gecko, από την άλλη μεριά διατηρούν τις κολλητικές δυνάμεις των ποδιών τους εφ' όρου ζωής. 

Για να δώσουμε στην ταινία μας περισσότερη διάρκεια ζωής, χρειάζεται να μιμηθούμε πιο αποτελεσματικά την πολυπλοκότητα των πραγματικών τριχιδίων των gecko. Οι σαύρες έχουν διχαλωτή κατάληξη στα τριχίδια, και τριχίδια από άλλα τριχίδια, εξηγεί ο Geim. Η πρόκληση θα ήταν να μπορέσουμε να κατασκευάσουμε αυτές τις πολύ λεπτές δομές συνθετικά. 

Διαφορετικά υλικά θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν για να βελτιώσουν την δύναμη της ταινίας. Το Kevlar, το υλικό που χρησιμοποιείται για αλεξίσφαιρα γιλέκα, θα μπορούσε να είναι μια εναλλακτική λύση, σκέφτεται ο Sitti.