Sinek Ayaklarından Esinlenildi: Yeniden Takılıp Çıkarılabilen Yeni Yapışkan Yapı
Fotoğraf : Sinek ayağının elektron mikrografı. Yapışkan spatula şeklindeki setae (açık mavi yapılar) sineğin kendisinin nesnelere tutunmasına izin verir.
Sineğin pupa metamorfozu sırasında ayak tabanı oluşum mekanizmasından esinlenen, geri dönüşüme uygun, çevre dostu teknoloji.
NİMS, HUE ve HUSM, tekrarlanan bağlanma ve ayrılma yeteneğine sahip bir yapıştırıcı üretmek için kolay ve ucuz bir yöntem geliştirmeyi başardılar. Bu yapıştırcının tasarımı, sineklerin ayak pedlerinde bulunan yapışkan spatula şeklindeki kıllardan (sert kıllardan) esinlenilirken, üretme yöntemi, sinek pupalarında seta oluşumu ile yapıldı. Bu çevreye duyarlı teknolojiler, potansiyel olarak daha sürdürülebilir bir yaşama katkıda bulunabilir.
Üretilen birçok ürün çeşidi, güçlü yapıştırıcı maddelerle güçlendirilmiştir. Bu yapıştırıcı maddelerin kullanımı ile birlikte, döngüsel ekonomiyi teşvik etme çabalarına karşı konularak, geri dönüşüm süreçleri (yani, ayırma ve ayrıştırma) engellenmektedir. Bu nedenle, tekrar tekrar takılıp çıkarılabilen yapıştırıcı teknolojileri tasarlanmış ve geliştirilmiştir. Yüksek performanslı yapıştırıcı teknolojilerinin geliştirilmesine yönelik biyomimetik yaklaşım, canlı organizmalarda bulunan ayrıntılı yapışkan yapıları taklit etmeyi amaçlamaktadır. Bununla birlikte, bu yaklaşım, karmaşık yapılar oluşturmak için MEMS (mikroelektromekanik sistemler) kullanımını gerektirdiğinden, genellikle maliyetlidir.
Bu araştırma grubu, oda sıcaklığında enerji verimli bir şekilde oluştuğu bilinen biyolojik yapışkan yapılara (örneğin, böcek ayak pedleri) odaklanmıştır. Grup, biyolojik süreçleri taklit ederek yapışkan yapılar ve bunları oluşturmak için etkili yöntemler geliştirdi.
Bu araştırma projesinde grup, nesnelere tekrar tekrar takılıp çıkarılabilen yapışkan yapıların geliştirilmesi için bir model olarak özellikle uçucu ayak tabanlarında büyüyen spatula şeklindeki yapışkan setalara odaklandı. Grup, immünohistokimyasal analiz için sinek bacaklarını boyayarak ve sitoskeletal aktini floresan boyalarla etiketleyerek pupal meyve sineklerinde (Drosophila melanogaster) seta oluşumunun biyolojik sürecini gözlemledi.
Sonuç olarak; grup, yapışkan spatulat ayak tabanı setalarının basit iki aşamalı bir süreçte oluştuğunu keşfetti:
(1) seta oluşturan hücreler uzar ve hücrelerdeki sitoskeletal aktin filamentleri, uzamış hücrelerin distal uçlarında birikir ve spatula benzeri çerçeveleri oluşturur, ve (2) kütikül birikintileri, sert kıl yüzeylerinde kümeler oluşur ve onları katılaştırır. Grup daha sonra (1) spatülat bir yapı oluşturmak için naylon lifleri gererek ve (2) onu katılaştırarak oda sıcaklığında yapışkan bir spatulat yapı imal etmek için benzer, basit iki aşamalı bir işlem geliştirmeyi başardı. Yapının yapışkan kuvveti ve ayrılma kolaylığının, bağlandığı nesneden uzağa çekilme yönüne bağlı olarak değiştiği doğrulandı. -böceklerin kendilerini nesnelere / nesnelerden ayırmak için kullandıkları mekanizmalara benzer şekilde-
Tek bir spatula lif, 52.8 g ağırlığındaki bir silikon gofreti askıya almak için yeterince güçlüdür. Bundan ekstrapolasyon yaparak, 60 kg ağırlığındaki bir kişiyi desteklemek için 756 lif demeti (kesit alanında 9 cm2) gerektiği düşünülebilir.
Tekrar tekrar bağlanma ve ayrılma yeteneğine sahip olan bu yapışkan yapı, çeşitli yeni Robotik uygulamalar sunabilir. Örneğin, kaygan nesnelerle daha iyi başa çıkmalarını sağlamak için endüstriyel robotların kollarına entegre edilebilir ve böcekler gibi dikey duvarlara tırmanmalarına izin vermek için dış mekan robotlarının bacaklarına dahil edilebilir. Yeniden kullanılabilir yapışkan yapı ve düşük maliyetli, enerji tasarruflu üretim yöntemi, toplumu daha sürdürülebilir hale getirmeye potansiyel olarak katkıda bulunabilecek çevre dostu teknolojilerdir.
Kaynak : scitechdaily.com
