Ladybug Super adeziune datorită unui amestec ingenios - Un amestec complex de materiale permite dolofanului
Un amestec complex de materiale permite gândacilor dolofani să meargă chiar pe pereți
Gărgărița nu este tocmai una dintre greutățile ușoare dintre insecte. Cu toate acestea, animalul destul de dolofan poate rămâne fără pereți aproape verticali. Cercetătorii germani au clarificat acum de ce: Părul adeziv de pe piciorul gândacului este atât de ingenios conceput încât este suficient de flexibil pentru a adera, dar în același timp suficient de greu pentru a menține greutatea gândacului. Amestecul de materiale care face posibil acest lucru este atât de complex încât nu putem - încă - să îl recreăm artificial, așa cum raportează cercetătorii în revista „Nature Communications”.
Alergând pe pereți sau mergând cu capul în jos pe suprafețe - nu numai muștele și țânțarii pot face asta, ci și multe alte insecte. Gărgărițele fac, de asemenea, parte din ea: forța adezivă a picioarelor lor este cel puțin suficient de mare pentru a le ridica cu ușurință corpul destul de plin cu tulpini de plante și rame de ferestre. Cu ajutorul structurilor pe care le reușesc, acest lucru nu era cunoscut până acum. Jan Michels și colegii săi de la Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) au folosit acum tehnici speciale de microscopie, microscopie de scanare confocală cu laser și microscopie cu forță atomică, pentru a arunca o privire mai atentă la picioarele buburuzelor.
Nici prea flexibil nu este bun
„Pentru ca o insectă să se lipească de suprafețe, structurile adezive ale picioarelor și degetelor trebuie să aibă cea mai mare zonă de contact posibilă cu solul”, explică cercetătorii. După cum se știe din gecko sau muște de casă, de exemplu, picioarele unor astfel de alpiniști sunt de obicei acoperite cu nenumărate fire de păr fine și ramificate. Cu toate acestea, există o dilemă: pe de o parte, aceste fire de păr trebuie să fie cât se poate de moi și flexibile pentru a se putea lipi strâns de suprafață. Pe de altă parte, totuși, perii adezivi prea flexibili își pierd cu ușurință stabilitatea și alunecă. Mai ales buburuza cu greutatea sa, care nu este deloc de considerat pentru o insectă, trebuie să găsească echilibrul potrivit aici.
Insecta dolofană a rezolvat această problemă într-un mod ingenios, așa cum arată acum studiile realizate de Michels și colegii săi: După cum era de așteptat, fiecare picior de gândac este echipat cu multe fire mici de păr care îi permit să adere la suprafețe. Dar acum vine trucul: „Rezultatele testelor noastre arată că diferite părți ale acestui păr au compoziții și proprietăți materiale diferite”, relatează Michels.
În timp ce rădăcinile părului sunt relativ dure și rigide, materialul din capetele părului este destul de moale și elastic.
Dur în partea de sus și moale în partea de jos
Această diferență se remarcă, printre altele, prin faptul că rădăcinile și vârfurile conțin cantități diferite de proteină resilină. Această proteină apare la insecte în multe locuri în care este necesară flexibilitatea. De exemplu, în aripi, în articulațiile picioarelor și, de asemenea, în părul adeziv al cocoșelor. Cu acestea, există mai multe din sfaturi și asta le face deosebit de flexibile. Oamenii de știință suspectează că vârfurile părului se pot adapta mai bine la umflăturile existente și acest lucru duce la o mai bună aderență a gândacilor la suprafețe aspre.
Cu această tehnică de combinație ingenioasă, buburuza evită problema stabilității - și poate urca în siguranță pe pereți aproape verticali. Pentru cercetători precum Michels sau colegul său Stanislav Gorb, astfel de descoperiri sunt mai mult decât cercetări de bază: ele caută în mod specific inspirația în natură pentru a produce materiale noi sau pentru a le îmbunătăți pe cele existente. Cu toate acestea, compoziția materială a părului adeziv al buburuzelor este atât de complexă încât nu există în prezent niciun material cu care să fie posibil să-l recreăm artificial. „În acest caz, natura este, ca să spunem așa, o buburuză care pasează înainte de noi”, concluzionează Michels, sperând în știința materialelor, care „este acum rândul ei”. (Nature Communications, 2013; doi: 10.1038/ncomms2576)
(Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, 14.08.2013 - NPO)