Вверх ногами и - бегом!

…нанотехнологии.

Еще летом прошлого года сотрудники Манчестерского университета (Великобритания) сообщили о том, что им удалось разработать новый материал, который вполне способен сделать прогулку по вертикальной поверхности (отвесным скалам, стенам) и даже по потолку доступной для человека.

Английским исследователям пришлось изрядно попотеть для того, чтобы всего-навсего повторить достижение матушки-Природы, которым она давно снабдила не только всех насекомых, но и некоторые виды ящериц, например геккона. Те, кто наблюдал за этими милыми созданиями в местах их обитания – Юго-Восточной Азии и Африке, никогда не забудут, как грациозные маленькие ящерки не только снуют там по стенам и потолкам (не хуже тараканов, но выглядят при этом гораздо эстетичнее), но и медленно (вверх тормашками!) подкрадываются к своей жертве, так, что глаз не может уловить самого движения – просто расстояние все тает и тает, а потом – раз, и муха уже в пасти любителя прогулок по вертикали.

Секрет геккона – в тканях, покрывающих подушечки его лап. Благодаря их особому строению, эти ящерицы способны бегать даже по абсолютно гладким поверхностям, например – стеклу, и даже висеть на одной лапке, «приклеенной» к зеркалу. Все эти чудеса альпинизма животные совершают благодаря мельчайшим кератиновым волоскам, покрывающим их лапки. Для каждого из них характерно проявление феномена межмолекулярных связей, известного под названием силы ван дер Ваальса.

Несмотря на то что сила, «порождаемая» отдельным волоском, ничтожно мала, миллионы волосков в совокупности создают эффект пластыря, «приклеивая» им лапку геккона к поверхности с той же быстротой и легкостью, с которой он в следующее мгновение может «отклеить» ее, продолжая свой путь.

Это изобретение Природы современные ученые и надеются заменить особой тканью, покрытой миниатюрными (нано-) волосками. Авторы разработки надеются, что достаточно будет покрыть подобным материалом ступни и ладони, чтобы человек смог подниматься по стенам и лазить по потолкам не хуже ящерицы.

Правда, на пути создания собственно искусственных кератиновых волосков англичан уже опередили коллеги из США – ученые университета Карнеги, объявившие о своей разработке еще в мае 2003 года. В американском варианте роль волосков играли миниатюрные полимерные присоски, при помощи которых исследователям удавалось прикрепить к потолку груз в несколько килограммов – гораздо больший, нежели сотня-другая гекконов, вместе взятых, но все же недостаточный для того, чтобы подвесить таким образом взрослого человека.

Специалистам же из Манчестерского университета удалось совершить качественный прорыв и разработать ткань, полоски которой достаточно, чтобы «приклеить» к абсолютно отвесной поверхности груз значительной массы, причем для того, чтобы переместить его, совершить «отклеивание» – шаг – «приклеивание», также не нужно прилагать значительных усилий.

Прежде всего, англичане отказались от довольно крупных (для этой цели) существующих полимерных волокон: волоски, создаваемые на их основе, были недостаточно гибкими и мягкими, чтобы собираться в плотные пучки даже на гладкой поверхности и при этом сохранять свою прочность.

Второй проблемой, которую ученым пришлось решать, стал поиск материала, из которого предстояло изготовить основу для закрепления волосков, поскольку концентрация «приклеивающей» силы в значительной степени зависит как от свойств волосков, так и от поддерживающей их поверхности.

Дело в том, что даже самая гладкая, на первый взгляд, поверхность обычно не так уж ровна. Гибкость волосков и должна компенсировать потерю прочности крепления при наличии на ней микроскопических неровностей, пыли и т.п. В результате длительных поисков английским специалистам не осталось ничего другого, как … просто скопировать волоски с лапок геккона, выполнив их из материала под названием каптон.

Диаметр искусственных волосков- «липучек» составляет 0,2 микрона, а длина – 2,0 мкм. Они «впечатываются» в подстилающую поверхность-ленту литографическим способом. Кусочек ленты площадью в один кв. сантиметр содержит около 100 миллионов (!) подобных волосков и способен «приклеить» груз массой в 1 кг.

Дальше – просто. Прикидывайте свой вес (желательно – поточнее), отрезайте от рулона ленты-«липучки» куски нужного размера, крепите их на обувь и перчатки, и с Богом – лезьте на стену! Cами разработчики настроены несколько более серьезно и полагают, что новый материал найдет широкое применение не столько среди любителей острых ощущений, сколько в машиностроении (специальное покрытие для шин) и робототехнике (для создания аппаратов, выполняющих опасные работы на большой высоте).

Впрочем, все это – дело недалекого, но все же будущего. Тем более что пока не решены чисто технологические проблемы «липучки» – современные методы не позволяют рассчитывать на быструю организацию ее массового производства. Еще одной задачей, которая до сих пор не решена, является обеспечение многократного использования одного и того же искусственного покрытия, ведь ящерицы не переобуваются после каждого шага.

Но, несмотря на сложности, создатели чудо-волосков настроены достаточно оптимистично: «Человек-паук (знаменитый Spiderman) – плод выдумки писателя-фантаста и останется персонажем комиксов, – говорят они, – а человек-геккон уже в ближайшем будущем станет намного реальнее».

Что ж, остается поверить изобретателям на слово и… не пора ли на досуге взяться за сценарий фильма – с новым персонажем в главной роли?