Geckoテープとは何ですか？

Geckoテープは、英国とロシアの国際的な科学者チームによって2003年に開発された実験材料です。 それは、表面積を最大化することを目的としたナノスケールの毛で覆われたテープ表面です。 Geckoテープはまだ完成していませんが、完成すると、人間はヤモリのような壁や天井を歩くことができます。

ヤモリは印象的な生き物です。 つま先が1本だけの水平な壁で、体重全体を支えることができます。これは、体の大きさに比べてわずかです。 磨かれたガラスのような分子的に滑らかな表面に沿って、毎秒1メートルよりも速く移動できます。 その秘密は、分子が互いに引き寄せられる小さな磁石のように振る舞うときに現れる分子間力であるファンデルワールス力にあります。 それをうまく利用するには、ヤモリの足が持っている多くの表面積が必要です。

ヤモリの足は小さな毛で覆われています。毛は毛細管現象とファンデルワールス力を使用して壁にくっつきます。 各髪の幅は約200〜500ナノメートルです。 科学者がこのような小さなサイズの毛でヤモリテープのような人工材料を製造することが可能になったのは、過去10年ほどでのみです。 ヤモリの足のセンチメートルの粘着力は、ヤモリのテープのそれに似て、約10ニュートンです。

ヤモリの毛はケラチンでできていますが、科学者は繊維のポリイミドを使用してヤモリのテープを作成しました。 元々、彼らはヤモリテープの毛の基材としてシリコンウエハーを使用していましたが、柔軟性のある基材は凹凸のある表面をより良く補正し、接着力を何倍も高めることができることがわかりました。

人工ヤモリのテープの問題は、本物のヤモリとは異なり、数回使用すると粘着力がなくなることです。 これは、ポリイミドがケラチンのように疎水性ではなく、表面の水分の原子薄膜により、髪が最終的に濡れて団結するためです。 ヤモリの足のケラチン毛は、動物が湿った地面を横切って走り、すぐにガラスのような平らな表面を上るのを可能にします。 ヤモリテーププロジェクトは、バイオミメティックスと呼ばれるより大きな分野の一部であり、科学者やエンジニアは動物を新しい材料やデバイスのインスピレーションとして使用しています。