Wat is Gecko Tape?
Gecko-tape is een experimenteel materiaal dat in 2003 is ontwikkeld door een internationaal team van wetenschappers uit het VK en Rusland. Het is een tape-oppervlak bedekt met nanoscopische haren bedoeld om het oppervlak te maximaliseren. Gecko-tape is nog niet geperfectioneerd, maar als dat het geval is, kan het mensen toestaan om op muren en plafonds te lopen zoals gekko's.
De gekko is een indrukwekkend wezen. Het kan zijn hele gewicht op een horizontale muur dragen met slechts een enkele teen, wat minuscuul is in vergelijking met zijn lichaamsgrootte. Het kan sneller dan een meter per seconde bewegen langs een moleculair glad oppervlak zoals gepolijst glas. Het geheim zit in de Van der Waals-kracht, een intermoleculaire kracht die ontstaat wanneer moleculen zich gedragen als kleine magneten die naar elkaar toe worden getrokken. Om het goed te exploiteren, is veel oppervlakte nodig, die gekko-voeten hebben.
Gekko voeten zijn bedekt met kleine haartjes, die capillaire werking gebruiken, evenals de van der Waals kracht om aan muren te kleven. Elk haar is ongeveer 200 tot 500 nanometer breed. Pas in het afgelopen decennium is het voor wetenschappers mogelijk geworden om een kunstmatig materiaal zoals gekko-tape met zulke kleine haren te fabriceren. De kleefkracht van een centimeter gekko-voet is ongeveer 10 Newton, vergelijkbaar met die van gekko-tape.
Geckoharen zijn gemaakt van keratine, maar wetenschappers gebruikten de vezelpolyimide om hun gekko-tape te maken, omdat het gemakkelijker is om op die schaal te werken. Oorspronkelijk gebruikten ze een siliciumwafer als substraat voor de haren in gekko-tape, maar het bleek dat flexibele substraten in staat zijn om oneffen oppervlakken beter te compenseren, waardoor de hechtkracht vele malen wordt verhoogd.
Een probleem met de kunstmatige gekko-tape is dat het, in tegenstelling tot echte gekko's, na een paar keer gebruik geen kracht meer heeft. Dit komt omdat polyimide niet hydrofoob is, zoals keratine, en atomaire dunne vochtlagen op oppervlakken veroorzaken dat de haren uiteindelijk nat worden en samenklonteren. Keratine haren op gekko voeten laten het dier over vochtige grond lopen en dan onmiddellijk op een vlak oppervlak zoals glas, tot grote verbazing van materiaalwetenschappers. Het gekko-tape-project maakt deel uit van een groter veld genaamd biomimetica, waarin wetenschappers en ingenieurs dieren gebruiken als inspiratie voor nieuwe materialen en apparaten.