Domů     Příroda
Gekoni: Ještěrky, které umí běhat kolmo po zdi
Veronika Tyrková 16.4.2025

A nejen po zdi… Gekoni se klidně procházejí po stropě nebo se přichytí na skle terária hlavou dolů, jako by na ně nepůsobila gravitace. Jejich superschopnosti se snaží napodobit technici při konstrukci robotů a dalších vynálezů..

Gekoni umí nejen přilnout ke svislým povrchům včetně zcela hladkých, jako jsou dlaždice a sklo, ale také se od nich odlepit v řádu milisekund. A právě to vědce fascinuje nejvíce, tedy jejich schopnost adhezi plně kontrolovat.

Lepidlo, které na povel přilne a na další se zase uvolní, by bylo užitečné pro mnohá odvětví techniky i medicínu. Výzkum se proto zaměřuje na gekoní tlapky, která jsou sídlem výjimečných schopností. Přitom jsou na první pohled celkem obyčejné, mají 5 prstů s polštářky, které pokrývá několik lamel.

Pod mikroskopem se ale začne ukazovat, že struktura prstů je mimořádně složitá. Každá lamela se totiž skládá z milionů droboučkých vláken, které nesou latinské označení „setae“. A každé z těchto vláken je složené ze stovek štětinek o velikosti kolem 200 nanometrů, které dostaly název „spatulae“.

130 kg zátěže

Mikrostruktura tlapek umožňuje gekonům přilnout velice blízko k povrchu, a to v řádu nanometrů. A právě to je oním tajemstvím za adhezí ke sklu i stropu. Těsná blízkost je totiž předpokladem pro působení tzv.

van der Waalsových sil. Jsou to velmi slabé interakce mezi atomy a molekulami, které vznikají na podkladě nerovnoměrně rozloženého elektrického náboje. Jedna strana je dočasně nabitá kladně a druhá záporně, čímž vzniká slabá vazba.

Jediná vazba by sama o sobě nic nezmohla, jenže gekoni mívají přibližně 6,5 milionu vláken setae na tlapkách. Součet ohromného množství slabých van der Waalsových interakcí dává dohromady teoretickou schopnost gekona obrovského (Gekko gecko), který váží kolem 270 gramů, udržet při přilnutí ke svislému povrchu hmotnost 130 kg.

K tomuto číslu došli američtí vědci Kellar Autumn a Anne Peattieová v roce 2002.

Jak napodobit gekony

Autumn s Peattieovou také zjistili, že přerušení silné adheze k povrchu trvá gekonům pouhých 15 milisekund. Dělají to zvláštním způsobem. Prsty stočí nahoru a zvětší úhel končetin vůči povrchu. Na okraji prstů se tím zvýší napětí, čímž se přeruší vazba mezi štětinkami (spatulae) a povrchem.

Tento mechanismus se rozhodli napodobit Mark Cutkosky a Sang-bae Kim ze Stanfordovy univerzity. Zkonstruovali čtyřnohého robota s názvem StickyBot, který dovede šplhat i po vertikálních hladkých povrchách, a to rychlostí 4 cm/s.

Vědci napodobili i klouby gekonů, aby mohl robot používat ještěrčí způsob uvolnění od podkladu. Adhezi zajišťují štětiny z polyuretanu, které mají šířku 380 mikrometrů (jsou tedy asi 1 900krát větší než gekoní spatulae).

Oproti gekoním tlapkám má však StickyBot podstatný nedostatek. Na jeho adhezivní štětiny se lepí prach a další nečistoty. A tím po nějaké době ztrácí robot přilnavost. Stačí ho však očistit a začne znovu fungovat.

Pro medicínu i kosmonautiku

Mark Cutkosky se se svým týmem zabývá zdokonalováním této technologie asi 20 let, StickyBot je z roku 2007. Od té doby vyvinuli například i úchopové zařízení. Dovede pevně chytit a pak zase pustit nejrůznější předměty, ať už je to křehké syrové vejce nebo 20litrový barel vody.

Předměty nijak nepoškozuje, nedeformuje a nezanechává na nich lepkavý film. Podle Cutkoskyho by se tato technologie dala použít například pro medicínské roboty, při automobilové výrobě pro manipulaci s autoskly, a pro roboty zdolávající různé stožáry a potrubí.

Má velký potenciál i pro úklid vesmírného odpadu, kterého na oběžné dráze Země neustále přibývá. Ve stavu beztíže je velice složité ho likvidovat, jelikož klasická lepidla jsou závislá na tlaku. Ten však v tomto prostředí nelze použít, jelikož by předmět jednoduše odplul.

Více se dočtete v čísle 6/2025. 

Autorka: Kateřina Pavelcová

Foto: FOTO: Unsplash
Zdroje informací: livescience.com, worldanimalfoundation.org, reptiledirect.com
Související články
Carl Sagan nazval naši planetu, zachycenou z opačného konce sluneční soustavy, „bledě modrou tečkou“. Astronautovi Jamesu Irwinovi připomínala „vánoční ozdobu zavěšenou v temnotě vesmíru“ a Neilovi Armstrongovi zase „malý hrášek“, který dokázal z povrchu Měsíce zakrýt palcem… I když z vesmíru se Země jeví jako fascinující místo, pravé divy se odehrávají teprve pod pokličkou. Obaluje Zemi jako […]
Objevy Příroda 28.4.2025
Docent Ing. Roman Pavela, Ph.D. z CARC (Národní centrum zemědělského a potravinářského výzkumu, v.v.i.) obdržel prestižní ocenění od kalifornské společností ScholarGPS, která ho již loni zařadila do mezinárodního seznamu vysoce hodnocených vědců. Hodnocení ScholarGPS jsou založena na celoživotní nebo předchozí pětileté aktivitě dané osobnosti, s přihlédnutím ke kvalitě publikací a citacím (bez autocitací). Roman Pavela, který […]
Nálezy krápníků, jež vznikají srážením minerálů z kapající vody, v jeskyních hluboko pod Arabským poloostrovem dávají tušit, že toto nehostinné místo mohlo být v dávné minulosti zeleným rájem oplývajícím bujnou vegetací, řekami a jezery a mohlo fungovat jako křižovatka mezi Afrikou a Asii. Arabská poušť, která pokrývá téměř celý Arabský poloostrov, je se svojí rozlohou […]
Příroda 24.4.2025
Země se rozechvěje. Ne z otřesů, ale z bilionů drobných nožek, které si prorazí cestu na povrch. Po sedmnácti letech ticha se do východní části Spojených států vrátí jedna z největších generací periodických cikád – Brood XIV. Tento přírodní fenomén přinese nezapomenutelný orchestr života, který nadchne vědce, fotografy i milovníky přírody.   Cikády Brood XIV […]
Historie Příroda 24.4.2025
Z hustého porostu různých druhů hrášků se vynořil chlap v kněžském rouchu. Do zahrady rozhodně nepřišel pro zdravou svačinku, jeho cílem byla věda! „Tenhle je hranatý, támhleten zas kulatý. Zajímavé,“ kněz odložil motyku a vše si pečlivě zapsal. Revoluční nápad, využít statistiku v zahradě, zdá se přineslo pochopení toho, proč hrášek vypadá tak jak vypadá. Učitel spolu s knězem […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz