Örümcek Adam olmayı mı hayal ediyorsun?
Birçoğunuz bir gün Örümcek Adam olmayı (değil mi?) veya en azından aramızda böyle bir örneğin ortaya çıktığını görmeyi hayal ettiniz! Ayrıca, bir insan vücudu bir örümceğin veya bir gekonun kavrama kabiliyetine sahip olacak şekilde nasıl geliştirilebilir? Bazıları özel eldivenler ve ayakkabılarla düşünecek, en hayalperestler ise zihinsel olarak etkilenen bilim adamları tarafından programlanmış bir genetik mutasyon hayal edecek.
Örümcek Adam olmayı mı hayal ediyorsun? Ne yazık ki, bir rüya olarak kalacak!
Şimdilik millet, gerçekçi kalmak ve mevcut teknolojileri göz önünde bulundurmakla ilgili. Ayrıca, bilim kurgu bilim bölümümüzün amacı da bu! Bu nedenle, sorunu kısaca geliştirerek ve mümkün olan en bilimsel ve gerçekçi şekilde cevaplayarak konuyla ilgili sorularınızı cevaplayacağız. Hadi gidelim !
İhtiyaç: Örümcek gibi yapışmak
Geleceğimiz Spidy'nin, örümcek arkadaşlarımız gibi bazı zorlu yüzeylere sahip olması gerektiği açık. Başka bir deyişle, yerçekimi yasalarına karşı koymak için nano tüylerle kaplı uzantılar. Bunu yapmak için eldiven, ayakkabı, dizlik, her neyse hayal edebiliriz! Dikey bir yüzeyde hareket etmek için yeterli kavrama yaratacak herhangi bir şey.
Bununla birlikte, ana uzlaşma, bu öğenin kavrama ile sınırlı olması gerektiğidir! Gerçekten de, eğer bu, Spidy'mizi bir kaynak gibi ilk binasına tam anlamıyla yapıştırırsa, ilerlemek çok zor olacaktır... Bu nedenle, tıpkı bir örümcek gibi yapışabilmeniz gerekir. Yani, bir gece kaçamağı sırasında Empire State Binası'nın tepesinden düşmeyecek kadar ve her bir el müdahelesindeki fiziksel çabalarla yıkılmadan en az birkaç metrelik bir yükselişe izin verecek kadar da fazla değil. ya da ayak...
Bu nedenle, belirli hayvanların veya böceklerinkine benzer bir tutuş sağlamak için özel olarak tasarlanmış bir yüzeye sahip eldivenlere ve ayakkabılara ihtiyacımız olacak. İşte iyi bir fikir! Böyle bir teknolojiyi geliştirmek için neden bir hayvandan ilham almıyorsunuz? Sevgili okuyucular, bu tür araştırmaların, yaşamdan ilham alan mühendislikte uzmanlaşan biyomimikride yeni bir bilimsel alanın doğmasına yol açtığını bilin.
Bir çözüm, geko
Kısa tutmak için, mümkünse insanlara mümkün olduğunca yakın (özellikler açısından) bir hayvanın özelliklerinden ilham alan öğelere ihtiyacımız olacak. Bu ihtiyacı özellikle bir hayvan karşılar, geko! Neden? Niye ? Birincisi, tam olarak Kaliforniya'daki Berkeley Üniversitesi'nden biyomimetik sistemler konusunda uzmanlaşmış bir araştırma ekibi tarafından ele alınan bir araştırma konusu olduğu için. İkincisi, bu hayvanın yapışkan yüzeyi özellikle verimli olduğundan ve hepsinden önemlisi, hayvan, özellikleri bakımından insana örümcekten daha yakındır (bizim gibi, kaldırmak için sadece 4 ayağı vardır!). Gerçeklere geri dönmek gerekirse, bu bilim adamları ekibi, geko üzerine yaptıkları araştırmaların sonunda, söz konusu numuneye benzer nano tüylere sahip kauçuksu bir nano teknolojik yüzey icat etmeyi başardı. Bu yüzey polipropilen mikro elyaflardan yapılmıştır (aşağıya bakınız).
Bu yüzeyin yapışkan özellikleri etkileyici ve doğal modeline çok benzer, çünkü bunlar, ikincisi gibi, eşit bir yüzeye sahip milyonlarca sentetik nano tüy içerir (geko, her birinin sonunda aynı nano tüylerden bir milyona sahiptir). ayak parmağı)!
Peki ne bekliyoruz?! Geriye kalan tek şey örümcek adamımız için eldiven, ayakkabı, dizlik ve dirseklik yapmak ve işte bu! Aslında, o kadar basit değil ve işte nedeni…
Nedenini açıklıyoruz
Amerikan Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı'nda 18 Ocak'ta bir çalışma yayınlayan Cambridge Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi, bu hayvanlar ve böcekler gibi bir yüzeye yapışabilme gerçeğine, özellikle insan eşdeğerine bakmıştı. bu tür başarılara izin verecekti. Sonuçlar aşağıdaki nedenlerden dolayı oldukça hızlıydı.
Ekip, bazı hayvanların ve böceklerin yapışmasını inceleyerek, toplamda 225, evrim düzeyinde, bu tür hayvan türlerinin eşdeğer bir vücut yüzeyi için daha az ağırlığa sahip olma eğiliminde olduğunu belirtebilirdi. Ayrıca, her bir ayak parmağındaki milyonlarca nano tüy sayesinde geko'nun bu tür becerileri gerçekleştirebilen en ağır hayvan olduğunu da doğrulayabildiler. Bunun nedeni kavrama yüzeyi/vücut ağırlığı oranıdır.
Örneğin, tüy ağırlığı göz önüne alındığında, örümceğin bu tür başarıları elde etmek için yalnızca %0.92 kavrama yüzeyine ihtiyacı vardır. Geko ise daha fazla ağırlığı (ortalama 100g) nedeniyle yüzey alanının %4,2'sine ihtiyaç duyar. Sorunun geldiğini görüyor musunuz? Ve evet, gerekli kavrama yüzeyi ağırlıkla orantılı olarak artar ve bu lineer değil, katlanarak artar! Bunu göstermek için, ağırlık bazında bazı karşılaştırmalar:
- Örümcek: < 1 gram –> gerekli alan: %0,92
- Kurbağa: 10g –> gerekli alan: %2
- Geko: 100g –> gerekli alan: %4,2
Qu'gözlemler-t-on?
Öncelikle, bu nano tüylerin her birinin yüzeyle “Van Der Waals kuvveti” adı verilen moleküller arası bir bağ kurduğunu bilmelisiniz.
Ne yazık ki, bir fizik kanunu bize yüzeyin kareye doğru arttığında hacmin ve dolayısıyla ağırlığın küpün arttığını bize sert bir şekilde hatırlatır. Bu nedenle, bir tür ne kadar çok büyürse, bu bağ o kadar güçlü olmalıdır.
Daha sonra, boyutlarına kıyasla çok düşük ağırlıkları nedeniyle böceklerin en az yapışkan kıl gerektiren canlılar olduğunu anlıyoruz. Bir miligram ağırlığa kadar bir eklembacaklının vücudunun yalnızca yüzde onda birinin saçla kaplı olmasına ihtiyacı olduğunu bilmelisiniz. Zaten gramdan, on kat daha fazla sürer.
Sonuçların interpolasyonu ile, ortalama ağırlıktaki (80 kg) bir adam için gerekli olduğu tahmin edilen yapışkan yüzey yüzdesi… %40 olacaktır! Üstelik vücudumuzun sadece bir yüzeyi için kendimize yapışkanlı bir protez takmamız gerekseydi, bu kaplanacak yüzeyin %80'ini temsil ederdi! Karşılaştırma yapmak gerekirse, araştırma ekibi bir çözüm hayal etti, 145 beden giyin!
Ve evet, ne yazık ki, bu nedenle, Spidy'mizin bilimkurgu kategorisinde sınıflandırılmaya devam edeceğini bize acımasız ve çok net bir şekilde söyleyen gerçeği üzülerek kabul etmek zorundayız… Bir tavsiye, 6 yaşındaki çocuğunuzun bilmesine izin vermeyin. 45 beden giymiyorsa biraz örümcek adam hayranıdır...
