Overraskende opdagelse af edderkoppehår kan inspirere til stærkere klæbemidler

Hvordan går edderkopper lige op-og endda på hovedet på tværs-af så mange forskellige typer overflader? Besvarelse af dette spørgsmål kan åbne nye muligheder for at skabe kraftfulde, alligevel reversibel, bioinspirerede klæbemidler. Forskere har arbejdet på at forstå edderkoppefødder bedre i de sidste årtier. Nu, en ny undersøgelse i Grænser i maskinteknik er den første til at vise, at egenskaberne ved de hårlignende strukturer, der danner en arts klæbende fødder-den vandrende edderkop Cupiennius salei - er mere variabel end tidligere antaget.

"Da vi startede eksperimenterne, vi forventede at finde en bestemt vinkel med den bedste vedhæftning og lignende klæbeegenskaber for alle de enkelte vedhæftede hår, "siger gruppelederen for undersøgelsen, Dr. Clemens Schaber fra University of Kiel i Tyskland. "Men overraskende, vedhæftningskræfterne var stort set forskellige mellem de enkelte hår, f.eks. det ene hår klæbede bedst i en lav vinkel med underlaget, mens det andet klarede sig bedst tæt på vinkelret. "

Fødderne af denne edderkopart består af tæt på 2, 400 små hår eller 'setae' (en hundrededel af en millimeter tyk). Schaber, og hans kolleger Bastian Poerschke og Stanislav Gorb, samlede en prøve af disse hår og målte derefter, hvor godt de holdt sig til en række ru og glatte overflader, inklusive glas. De så også på, hvor godt hårene klarede sig i forskellige kontaktvinkler.

Forskellige typer hår fungerer sammen

Uventet, hvert hår viste unikke klæbeegenskaber. Da teamet så på hårene under et kraftigt mikroskop, de fandt også ud af, at hver enkelt viste klart forskellige - og tidligere ukendte - strukturelle arrangementer. Teamet mener, at denne sort kan være nøglen til, hvordan edderkopper kan klatre så mange overfladetyper.

Dette nuværende arbejde studerede kun et lille antal af de tusinder af hår på hver fod, og det er uden for omfanget af eksisterende ressourcer at overveje at studere dem alle. Men teamet forventer, at ikke alle hårene er unikke, og at det måske er muligt at finde klynger eller gentagne mønstre i stedet.

Bioinspireret anvendelse mulig

"Selvom det stadig er meget vanskeligt at fremstille nanostrukturer som edderkoppens-og især for at opnå stabiliteten og pålideligheden af ​​de naturlige materialer-kan vores fund yderligere optimere eksisterende modeller for reversible og restfrie kunstige klæbemidler, "siger Schaber." Princippet om forskellige former og tilpasninger af klæbende kontakter, som det findes i edderkoppespindelsessystemet, kan forbedre vedhæftningsevnen for bioinspirerede materialer til en bred vifte af substrater med forskellige egenskaber. "