Ciências

Força adesiva de uma lagartixa único pé de cabelo
Lagartixas são excepcionais em sua capacidade de subir rapidamente até lisas superfícies verticais1-3. Microscopia mostrou que um pé de lagartixa tem cerca de 500.000 pêlos ou cerdas ceratinosos. Cada cerda 30 ± 130 milímetros longo é apenas um décimo do diâmetro de um fio de cabelo humano e contém centenas de projeções de terminação em 0,2 ± 0,5 mm de estrutura em forma de espátula2,4. Depois de quase um século de anatômica descrição, aqui relatamos as primeiras medições diretas de força cerda única usando um sistema electromecânico bidimensional de micro-sensor de força e um fio como um medidor de força. Medições revelaram que a cerda é 10 vezes mais eficaz na aderência do que o previsto a partir de estimativas máximas em animais inteiros. Os valores da força adesiva suportam a hipótese de que a cerda operam individuo por forças de van der Waals8,9. Comportamento peculiar da lagartixa de pé de ondulação e descamação nos levou a descobrir dois aspectos da função cerdas que aumentam sua eficácia. A orientação macroscópica original e o pré-carregamento da cerda a força de apego aumentou 600 vezes acima do de atrito na medições do material. Cerdas adequadamente orientado reduz as forças necessárias para descascar o dedo do pé, basta retirar acima de um ângulo crítico com o substrato.
O pé de uma lagartixa Tokay (Gekko gecko) tem cerca de 5.000 mm -² cerdas e pode produzir 10N de força adesiva com cerca de 100 mm ² de área da almofada10(fig .1 a-d). Portanto, cada cerda deve produzir uma força média de 20 uN e uma tensão média de 0,1 N mm-² ( ~ 1 atm). As magnitudes reais poderia ser maior, já que é improvável que todos cerdas aderir produção de força simultaneamente. Nós medimos a produção de força pela cerda única e isolada, durante anexo usando um microcontrolado, duplo eixo cantilever, piezoresistivo (fig. 1e).
Para determinar como a força deve ser medida Setal, considerou o comportamento extraordinariamente