Most recent comments
Liveblogg nyttårsaften 2017
Tor, 11 months, 2 weeks
Jogging og blogging
Are, 1 year, 11 months
Liveblogg nyttårsaften 2016
Are, 1 year, 11 months
Reading in dark times
Are, 2 years
Moldejazz 2016
Camilla, 2 years, 4 months
Dørskilt
Karoline, 2 years, 5 months
Halifax
Tor, 2 years, 5 months
Sony Smartwatch 3 review
Tor, 2 years, 6 months
Numerikk, takk
Tor, 2 years, 6 months
Topp tur
Camilla, 2 years, 8 months
50 book challenge
Camilla, 11 months, 2 weeks
Five years ago
Endelig \(\LaTeX\)-støtte
Tor
Controls
Register

Gecko

Geckoen har lenge imponert og forundret mennesker med sin evne til å gå og løpe både opp og ned langs vertikale flater av forskjellige slag. Allerede Aristoteles kommenterte dette i sin Historia Animalium for over 2300 år siden, men inntil relativt nylig visste man ikke nøyaktig hvordan geckoen får sine mad skills innen klatring. Det er imidlertid ingen tvil om at skillsene er mad. Ikke bare kan geckoen løpe over en meter i sekundet opp langs en vertikal glassflate, den kan til og med løpe mens den henger opp-ned fra en flat glassflate. Det eneste den angivelig ikke kan klatre på er teflon.


Foto: Bjørn Christian Tørrissen
Hvis man ser nøye på foten til en gecko ser man noe som ser ut som tynne lameller. Ser man enda nøyere etter ser man at hver av disse lamellene er dekket av noe som minner om små hår. Disse tingene kalles setaer (eng. setae), de er veldig tynne, og det er veldig mange av dem. Omtrent 15000 pr. kvadratmillimeter. Ser man enda nøyere etter, type så nøye at man trenger et elektronmikroskop, ser man at hver av disse setaene splittes opp i hundrevis av enda tynnere hår mot enden. Disse enda tynnere tingene kalles stekespader (eng. spatulae), og en standard gecko har til sammen noen hundre millioner, eller til og med noen milliarder, av disse. Og her ligger hemmeligheten i geckoens evne til å klatre.

Kellar Autumn er en nokså kjent geckoforsker, og i 2002 prøvde han og gjengen hans å måle hvor stor kraft geckoen kan holde seg fast med. En gecko på rundt 200 gram kan holde en vekt på 2 kg med fremføttene alene, men det viser seg at potensialet er langt større. Ved å nappe av en enkelt seta (geckoen merker det visst ikke), og måle kraften den kan holde med, oppdaget Autumn at hvis en gecko hadde fått perfekt feste med alle setaene på en gang ville den kunne holdt en vekt på nesten 150 kilo.

Autumn et al fant også ut at det er et triks man må bruke for å få en seta til å feste seg til underlaget. Det holder ikke bare å trykke den mot underlaget, og så prøve å løfte den, man må først trykke lett, og deretter trekke den i lengderetningen langs underlaget. Ved å gjøre dette vil alle stekespadene ordne seg slik at de ligger flatt mot underlaget, noe som gir god kontakt. De fant også ut at festet bare holder hvis man trekker noenlunde parallelt med underlaget. Hvis vinkelen overstiger 30 grader løsner grepet. Dette er forklaringen på hvordan geckoen kan løfte føttene uten å anstrenge seg når den løper.

Så hva er det egentlig som gjør at geckoen kan klatre på denne måten? Mange teorier har vært vurdert, blant annet:
  • Lim
  • Sugekopper
  • Borrelåseffekten
  • Statisk elektrisitet
  • Kapillærkrefter
  • Van der Waals-krefter

Man har etterhvert avkreftet de fleste av disse. Det kunne ikke være lim, for man har aldri funnet limrester der en gecko har klatret. Det er ikke sugekopper, for geckoen har ikke sugekopper under føttene. Borrelåseffekten kunne kanskje funke på trær, men ikke på glass, og statisk elektrisitet ville ikke funket på metall. Til slutt var det bare kapillærkrefter og van der Waals-krefter som gjenstod. Van der Waals-krefter er krefter som virker mellom nøytrale atomer eller molekyler, mens kapillærkrefter er krefter som oppstår på grunn av overflatespenning når man har en tynn vannfilm mellom to ting. I 2002 viste Kellar at det ikke kunne være kapillærkrefter*, og van der Waals-krefter er dermed den eneste plausible forklaringen.

Etter at man innså hvordan ting hang sammen har mange begynt å prøve å lage materialer som etterligner geckoføtter, for å kunne lage ting med en sterk limeffekt, men som likevel er lett å plukke av ved å trekke med riktig vinkel. Jeg tror vi er et stykke unna masseproduksjon ennå, men en del kule forsøk har blitt gjort, som for eksempel det i denne videoen:



Se Gecko adhesion: evolutionary nanotechnology, av Autumn og Gravish for mer teknisk info, og ta eventuelt en kikk på denne videoen.

-Tor Nordam

*De viste at kreftene er like store på hydrofobe og hydrofile overflater, og de viste også at geckoføtter er sterkt hydrofobe. Kapillærkrefter virker ikke mellom to hydrofobe overflater i luft, så da kunne ikke det være svaret.

Comments

Camilla,  31.01.11 10:37

Jeg synes det er bare rettferdig siden jeg er allergisk mot de aller fleste husdyr.

Jeg likte veldig godt denne artikkelen. Jeg har alltid vagt antatt at det var snakke om sugekopper, men jeg burde jo egentlig vite bedre -- jeg har sett den løpe opp alle slags rare ting.

Men hva er egentlig forskjellen på van der Waals-krefter og Casimir-effekten?
Tor,  31.01.11 10:50

La oss ikke gå dit.
Camilla,  31.01.11 10:52

Kan vi løpe dit opp veggen?

Anders K.,  31.01.11 13:56

En fin artikkel, men jeg har dessverre litt språklig småpirk. Bare overse det om du vil:

Setae og spatulae er ikke engelsk, det er latin. (Man trenger vanligvis ikke å påpeke hvilket språk man mener når man oppgir latinske naturvitenskapelige navn.) Og gecko heter gekko på norsk. (Det er her ikke snakk om Språkrådets kontroversielle stavingsreform fra 2004 -- populært kjent som pøbb- og sørvis-reformen -- men konvensjonell staving fra i alle fall 1980-tallet.)

Sånn, beklager.
Tor,  31.01.11 14:56

Det er herved tatt til etteretning. Sånn omtrent.
Category
Physics
Tags
fysikk
gecko
nanoteknologi
Views
2694
Last edited by
Tor, 31.01.11 08:40