Co daje stopom gekonów ich niezwykłą przyczepność?

Gekony są znane ze swoich chwytnych stóp, dzięki którym mogą wspinać się po pionowych powierzchniach.

Tę super moc zawdzięczają milionom mikroskopijnych, przypominających włoski struktur na swoich palcach. Naukowcy już wcześniej rozumieli zjawisko adhezji u gekonów, ale teraz uzyskali jaśniejszy obraz molekularnych struktur, które nadają tym zwierzętom ich przyczepność.

W badaniu przeprowadzonym przez National Institute of Standards and Technology (NIST) naukowcy przeanalizowali szczecinki (setae) za pomocą promieniowania rentgenowskiego zwanego synchrotronem. Eksperci odkryli, że struktury te są pokryte cienką jak włos warstwą hydrofobowych molekuł lipidowych.

Szczecinki są elastyczne i przystosowują się do mikroskopijnych konturów każdej powierzchni, po której gekon się wspina. Aby zwolnić stopę, gekon zmienia kąt szczecinek, co przerywa te siły i pozwala zwierzęciu wykonać kolejny krok.

Szczecinki są zbudowane z białka keratynowego, podobnego do ludzkich włosów i paznokci, które są bardzo wrażliwe. Te włókna keratynowe są zorientowane w kierunku szczecinek, co może pomagać im opierać się ścieraniu.

«Można sobie wyobrazić buty typu gekon, które nie ślizgają się na mokrych powierzchniach, albo rękawice typu gekon do przytrzymywania mokrych narzędzi«, powiedział fizyk NIST i współautor badania Dan Fischer. «Albo pojazd, który może wjeżdżać na ściany, albo robota, który może przemieszczać się po liniach energetycznych i je inspekcjonować.«

Mikroskop synchrotronowy NIST może jednoznacznie identyfikować molekuły na powierzchni trójwymiarowego obiektu, mierzyć ich orientację i mapować ich położenie. Znajduje się on w Brookhaven National Laboratory, należącym do Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych, gdzie National Synchrotron Light Source II dostarcza źródło wysokoenergetycznego promieniowania rentgenowskiego do oświetlania.

Ten mikroskop jest zazwyczaj wykorzystywany do badania zaawansowanych materiałów przemysłowych, takich jak baterie, półprzewodniki, ogniwa słoneczne i urządzenia medyczne. «Ale fascynujące jest odkrywanie, jak działają stopy gekonów, i możemy wiele nauczyć się od natury, jeśli chodzi o ulepszanie naszej własnej technologii», mówi Fischer.

«Wiele było już wiadomo na temat tego, jak mechanicznie działają szczecinki«, powiedział współautor badania Cherno Jaye. «Teraz lepiej rozumiemy, jak funkcjonują pod względem swojej struktury molekularnej.»