Решение: Применение принципа лап геккона
Статья к заданиюГеккон
Геккон
Геккон – небольшая ящерица, обитающая в субтропических и тропических областях.
У гекконов есть одна особенность – они умеют удерживаться практически на любой поверхности. Тело животного удерживает даже одна лапа. Поверхность может быть любой – дерево, скальная порода, даже полированное стекло.
С появлением электронного микроскопа лапу геккона удалось изучить во всех деталях. Как оказалось, она покрыта чрезвычайно тонкими щетинками, длина которых составляет до сотни микрометров. Концентрация щетинок на единицу площади поверхности лапы очень высока: более 14 000 волосков на 1 мм2. Каждая щетинка, в свою очередь, не является монолитным образованием, а делится на конце на 400–1000 ещё более мелких волокон. Толщина таких волокон составляет 0,2 мкм. На 1 см2 контакта с поверхностью приходится около 2 млрд волокон, каждое из которых к концу расширяется.
А – лапка геккона;
Б – «подушечка» пальца геккона под микроскопом;
В – одна из щетинок лапы геккона;
Г – она же, под большим увеличением;
Д – максимальное увеличение щетинки
Как оказалось, микроскопические волоски на лапах геккона сцепляются с опорной поверхностью посредством силы межмолекулярного (и межатомного) взаимодействия.
Геккон без проблем открепляет лапу от поверхности, на которой она закреплена. Для этого используется специальный механизм. Дело в том, что прикрепившаяся к какому-либо материалу щетинка может без труда открепиться, если угол между волокном и поверхностью составит более 30°. При движении, изменяя угол соприкосновения лапы и поверхности, геккон без труда закрепляет и открепляет лапы. Затраты энергии на этот процесс минимальны.
Чертёж перерисован вручную — открыть оригинал из банка
Чертёж перерисован вручную — открыть оригинал из банка
Используя сведения из материала «Геккон», объясните возможное применение принципа работы лап геккона. Приведите два примера.
Решение по шагам
4 шагаЛапы геккона удерживаются на поверхности благодаря многочисленным микроскопическим волоскам, которые обеспечивают межмолекулярное взаимодействие.
Этот принцип можно воспроизвести в технических устройствах с помощью искусственных микроволокон.
Первый пример применения — роботы для мытья окон или обследования стен, способные перемещаться по вертикальным гладким поверхностям.
Второй пример применения — многоразовые крепления, липкие ленты или перчатки с искусственными микроволокнами, которые удерживают предметы без клея.
Например, принцип лап геккона можно использовать в роботах для мытья окон и в многоразовых креплениях или липких лентах, удерживающих предметы на поверхности.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Приведён только один пример вместо двух.
Названы устройства, но не объяснено, что они используют сцепление с поверхностью.
В качестве примера указана обычная липкая лента, а не материал, работающий по принципу микроволокон геккона.