LỜI GIẢI CHO KHẢ NĂNG BÁM DÍNH CỦA THẰN LẰN - ỨNG DỤNG TUYỆT VỜI CHO CÔNG NGHỆ

Nguồn hình: http://news.filehippo.com/

Nhiều loài bò sát nhỏ được biết tới nhờ những ngón chân có khả năng bám dính cho phép chúng bò trên tường, treo trên trần và bám chặt vào các bề mặt trơn nhẵn như kính theo kiểu Spider - Man.




Vì sao thằn lằn lại có khả năng như vậy?

Khả năng bám dính không thể so sánh được của thằn lằn ấn tượng đến nỗi những nhà khoa học đã làm việc cật lực hơn thập kỉ để đưa khả năng này vào những ứng dụng cho con người, như băng dính và keo dán.

Hiện nay, một nghiên cứu mới được công bố vào ngày 12 tháng 8 trên Journal of Applied Physics đã tiết lộ sự phức tạp của việc làm sao những con thằn lằn có thể tắt mở khả năng bám dính của nó.

Các nhà khoa học đã sử dụng những mô hình toán học chỉ ra rằng những con thằn lằn tokay - một loài thằn lằn ở Nam Á - có thể thay đổi góc của những sợi lông trên ngón chân để khiến chúng dính hoặc ít dính hơn.

Trong khi những loài khác sử dụng những cách như tiết một chất gì đó hay quắp vào bề mặt, loài thằn lằn có thể sử dụng một hệ phức tạp được gọi là "sự dính khô".

Khả năng dính của loài thằn lằn này dựa trên hiện tượng được biết đến như lực Van der Waals, lực này xảy ra khi electron trong một nguyên tử tạo ra một từ trường kích thích và thu hút những electron ở các nguyên tử lân cận.

"Lực Van der Waals là lực yếu nhất trong những lực liên phân tử mà chúng ta đã biết" Đồng tác giả P. Alex Creany, một giáo sư của bộ môn cơ kỹ thuật tại đại học bang Orgeron ở Corvallis nói " Thật bất ngờ khi loài thằn lằn có thể sử dụng một lực yếu đến thế."

Hình ảnh phóng to của ngón chân thằn lằn
nguồn:http://biomaterials.bme.northwestern.edu/

Các nhà khoa học biết được điều đó nhờ chú ý đến cấu trúc của những ngón chân, những ngón chân này có hàng triệu những sợ lông siêu nhỏ được gọi là những Setae lại được cấu tạo từ hàng tỉ những điểm tương tác cực nhỏ được gọi là Spatulae.

Greany nói rằng Spatulae cho phép những loài bò sát có thể mở rộng tối đa bề mặt tương tác, phân bố khối lượng của chúng rộng ra và có khả năng làm tăng lực hút giữa con vật và bề mặt.


Công nghệ đến từ thằn lằn

Hình: robot thằn lằn có thể leo trên kính
Nguồn:http://www.redorbit.com/

Nghiên cứu mới có thể giúp các nhà khoa học có thể phát triển những vật liệu dính cho những rãnh nhỏ hay bàn chân của robot giúp chúng có thể đi trên tường hay giữ được các vật.

Công nghệ lấy cảm hứng từ thằn lằn còn có những ứng dụng trong tương lai - ví dụ như những con robot được lắp ráp cho những môi trường khắc nghiệt hay khu vực thảm họa - đến những ứng dụng hàng ngày như giữ những chiếc điện thoại tương lai lại với nhau.

Hình bên: Công nghệ bám dính từ thằn lằn có thể dùng để làm các thiết bị bám dính, các loại băng dính hay các loại robot có thể di chuyển trên tường như một con thằn lằn thực thụ. 



Lực van der Waals

Hình: tương tác cảm điện giữa
các phân tử ở khoảng cách nhỏ

Trong phân tử, các điện tử luôn ở trạng thái chuyển động liên tục và các hạt nhân nguyên tử luôn dao động quanh vị trí cân bằng. Do vậy sự phân bố điện tích âm và dương thường xuyên bị lệch khỏi vị trí cân bằng, làm xuất hiện lưỡng cực tạm thời trong phân tử. Lưỡng cực tạm thời luôn xuất hiện, triệt tiêu, đổi dấu.. và có tác dụng cảm ứng đối với phân tử bên cạnh

Lực Van der Waals chỉ xảy ra khi hai phân tử tiến sát lại không xa hơn và cũng không gần hơn một khoảng cách nhất định

Nguồn: newswatch.nationalgeographic.com, wiki

Biên dịch: Phạm Nguyễn Hoàng Thịnh