Wat geeft gekkovoeten hun verbazingwekkende grip?

Gekko's staan bekend om hun grijpvaardige voeten, waarmee ze verticale oppervlakken kunnen beklimmen.

Deze superkracht danken ze aan miljoenen microscopisch kleine, haarachtige structuren op hun tenen. Wetenschappers begrepen de adhesie van gekko's al, maar nu hebben ze een duidelijker beeld gekregen van de moleculaire structuren die de dieren hun grip geven.

In een studie van het National Institute of Standards and Technology (NIST) analyseerden de onderzoekers de setae met behulp van röntgenstralen, aangeduid als synchrotron. De experts ontdekten dat de structuren bedekt zijn met een flinterdunne film van waterafstotende lipidemoleculen.

De setae zijn flexibel en passen zich aan de microscopische contouren van elk oppervlak aan dat de gekko beklimt. Om zijn voet los te maken, verandert de gekko de hoek van de setae, waardoor deze krachten worden onderbroken en het dier zijn volgende stap kan zetten.

De setae bestaan uit een keratine-eiwit dat lijkt op menselijk haar en nagels, die extreem gevoelig zijn. Deze keratinevezels zijn in de richting van de setae uitgelijnd, wat hen kan helpen weerstand te bieden aan slijtage.

«Je kunt je gekkolaarzen voorstellen die niet uitglijden op natte oppervlakken, of gekkohandschoenen om natte gereedschappen vast te houden«, zei NIST-fysicus en medeauteur van de studie Dan Fischer. «Of een voertuig dat tegen muren op kan rijden, of een robot die langs stroomleidingen kan rijden en ze kan inspecteren.«

De NIST-synchrotronmicroscoop kan moleculen op het oppervlak van een driedimensionaal object eenduidig identificeren, hun oriëntatie meten en hun positie in kaart brengen. Hij bevindt zich in het Brookhaven National Laboratory van het Amerikaanse ministerie van Energie, waar de National Synchrotron Light Source II een bron van hoogenergetische röntgenstraling levert voor de belichting.

Deze microscoop wordt doorgaans gebruikt voor geavanceerde industriële materialen zoals batterijen, halfgeleiders, zonnecellen en medische apparatuur. «Maar het is fascinerend om erachter te komen hoe gekkopoten werken, en we kunnen veel van de natuur leren als het gaat om het verbeteren van onze eigen technologie», aldus Fischer.

«Er was al veel bekend over hoe de setae mechanisch functioneren«, zei co-auteur van de studie Cherno Jaye. «Nu begrijpen we beter hoe ze functioneren wat betreft hun moleculaire structuur.»