Разработана многоразовая липучка, которая держится под водой

Двум инженерам в области биомедицины из Северо-западного университета США удалось скрестить способности геккона прилипать к сухой поверхности с клеящими свойствами жителя подводного мира — мидии. Новый материал называющиеся «геккель» (geckel=gecko+mussel) соединяет в себе свойства, снабжающие мидии и прилипание геккона, исходя из этого очень сильно и возобновляемо липнет как в воздушной, так и в водной среде.

Как сообщил один из авторов изучения доктор наук Филипп Мессерсмит, липкая лента, сделанная из «геккеля», быть может, заменит хирургические швы при стягивании ран либо может употребляться в качестве водоустойчивого пластыря. Таковой пластырь остается хорошо приклеенным к коже на протяжении принятия водных процедур и легко удаляется по окончании заживления раны.

Принцип, что применяет для прилипания геккон, следующий. Подушечки его лапок покрывают десятки тысяч узких волосков с расщепленными кончиками. Расщепление волосков (диаметр каждого около 200 нм) существенно увеличивает количество контактов лапки с поверхностью, что разрешает не сильный силам межмолекулярного сотрудничества (силам Ван-дер-Ваальса) удерживать животное на поверхности. А дабы оторвать лапу, геккон сдвигает ее, изменяя угол наклона волосков и уменьшая тем самым площадь сцепления. Пчелы, мухи и ряд других насекомых кроме этого применяют подобные приспособления. Но в случае, если сунуть лапы геккона под воду, то окажется, что эта их прекрасная изюминка фактически исчезает.

Многие исследователи до Мессерсмита пробовали воссоздать подобие лапки геккона , но им не получалось добиться многократного прилипания материала. Ни один из неестественных заменителей не выдерживал более двух отклеивания и циклов приклеивания. Но замечательно воспроизводилась нелипучесть под водой.

Материал же, созданный Мессерсмитом и его сотрудником Хэшином Ли, снабжает более 1000 повторных прилипаний (как геккон) и замечательно держится в водной среде (как мидия).

По словам Мессерсмита, он просматривал статью о понижении особенностей гекконового сцепления под водой, в то время, когда его осенила идея об применении в качестве дополнения клея мидий. Мидии производят клейкое вещество для биссусных нитей, благодаря которым они надежно прикрепляются к поверхности дна. Дело в том, что ранее он и его сотрудники синтезировали полимер, имитирующий свойства биссусных нитей. И детально изучили аминокислоту 3,4-L-дигидроксифенилаланин (ДОФА), высокая концентрация которой была найдена в «клеящих» белках моллюска.

Мессерсмит и Ли создали материал наподобие лап геккона с бессчётными эластичными силиконовами столбиками и покрыли их созданным ранее полимером. После этого свойства нового материала изучили посредством ядерного микроскопа. Оказалось, что столбики диаметром 400 нм и высотой 600 нм демонстрируют во мокрой среде сцепление, в 15 раз превышающее сцепление их необработанныхсобратьев.

В контрольном опыте из состава полимера удалили ДОФА и нашли понижение клеящих особенностей материала, что, по словам автора идеи, демонстрирует ключевую роль, которую играется аминокислота при сцеплении полимера со столбиками и с поверхностью, с которой эти столбики взаимодействуют.

«Мы показали доказательства отечественной концепции, но нужно потом разрабатывать подходы, разрешающие применять ее в широких масштабах», — говорит Мессерсмит, что сохраняет надежду создать материал с еще более высокой свойством сцепления.

Подробности открытия, которое может применяеться в медицине, индустрии, в потребительской сфере и в области армейских разработок, будут размещены в 19 выпуске издания Nature.

Случайное видео: