18 februari, 2008

Geckofötter och nanorör

Alla som sett en geckoödla släntra obekymrat uppför en glasruta måste ha tyckt att det är fascinerande. Spindelmannen på riktigt liksom. Bakom den imponerande uppvisningen ligger den speciella strukturen på geckons fötter; små lameller (setae) som täcks av ännu mindre hårliknande strukturer (spatula) i nanometerstorlek. Detta ger en stor kontaktyta mellan foten och underlaget, och summan av de svaga van der Waals-krafterna mellan spatulan och underlaget kan hålla upp ödlan.

En annan än mer förunderlig funktion är hur geckofötterna behåller sin fästförmåga. Försök stoppa en bit tejp i sand och sedan tejpa fast den på något... Konsensus lutar åt att det är en effekt liknande den som lotusbladen har, att strukturen, med "pelare" i olika storleksordningar tillsammans med ytans kemiska egenskaper gör den superhydrofobisk. Vatten kan inte fästa vid ytan utan rinner av och tar med sig skräp.

Naturligtvis är försöken att efterlikna geckofötterna med kostgjorda material många (eg [1]) . Sedan länge har det varit känt att skogar av kolnanorör bildar en superhydrofobisk yta*. Nu har den ultraproduktive Pulickel M. Ajayan publicerat en artikel [2] där han använder nanorör växta i ett fyrkantsmönster i storleksordningen ~100µm för att skapa en yta med både mikro- och nanostruktur, liknande geckofötterna. Nanorören fästs vid en plastfilm med lim varefter "klibbigheten" testas genom att kraften mäts när de dras mot en glasskiva.

För att testa rengöring dammade man ner nanorören med kiseldamm. Dammet lossnade lätt från tuberna om de sköljdes med vatten, men ännu bättre om de helt enkelt pressades mot en yta av micaglimmer samtidigt som filmen skakades lite. Dammet fastnade då vid glimmerytan istället. Nanorörsfilmen hade kvar upp till 90% av sin fästförmåga efter dammet skakats loss.

Jag tycker att det är tufft att man nu börjar kunna återskapa några av naturens mest fascinerande material. Extra intressant är det förstås för att jag själv växte exakt likadana nanorörfilmer under min doktorandtid. Jag kom dock aldrig på iden att använda dem som geckosimulator. Den där överföringen till en limyta är en stor del i funktionen, men det nämns bara i förbigående i artikeln.

Sedan undrar man ju naturligtvis vad materialet kommer att användas till så snart det går att masstillverka "geckoskinn". Förslag någon...

Referenser:
[1] H. Lee et al., "A reversible wet/dry adhesive inspired by mussels and geckos", Nature 448, 338 (2007).
[2] S. Sethi et al., "Gecko-Inspired Carbon Nanotube-Based Self-Cleaning Adhesives" Nano Lett., accepterad och publicerad på nätet.

*Något som jag har problem med i dagsläget.

2 kommentarer:

Harald Cederlund sa...

Har aldrig sett en gecko traska uppför en glasyta, flugor däremot...

"mica" kan du nog översätta till svenska med "glimmer".

mj sa...

Jag stod länge och tittade på geckoarna på... minns inte om det var på Universeum eller här i Warszawa. De är coola.

Att mica är glimmer visste jag ju egntligen, men i hastigheten blev det aldrig översatt. Tack för påpekandet.