Công nghệ leo tường ấn tượng của tắc kè

Nhiều loại trong nhóm bò sát nhỏ được biết đến với các ngón chân dính cho phép chúng thoải mái leo trên tường nhà, treo người trên trần nhà hay các bề mặt nhẵn mịn như thủy tinh – theo đúng phóng cách Spider Man.

Độ bám dính tuyệt vời của tắc kè đã gây ấn tượng mạnh cho các nhà khoa học và họ đã làm việc rất chăm chỉ trong hơn một thập kỷ để tái tạo khả năng này. Trong thực tế, chúng ta có thể hình dung nỗ lực đó thông qua các sản phẩm băng keo và hồ dán.

Giờ đây, theo một nghiên cứu được công bố vào ngày 12/8/2014 trên Journal of Applied Physics đã làm sáng tỏ một số vấn đề xoay quanh những bước đi của tắc kè.Các nhà khoa học sử dụng một số mô hình để cho thấy tắc kè – cụ thể là loài tắc kè tokay có thể thay đổi góc độ của sợi lông chân để tăng hoặc giảm “độ dính”.

Hình dạng tự nhiên

Trong khi các sinh vật khác sử dụng các phương thức như tiết chất nhờn hoặc móng vuốt để bám vào bề mặt thì tắc kè lại sử dụng một hệ thống phức tạp tạm gọi là “độ dính khô”. Điều này xuất phát từ một hiện tượng gọi là Van der Waals khi mà những electron trong một nguyên tử tạo ra một từ trường thu hút các electron khác gần kề nó. Thật đáng kinh ngạc khi mà tắc kè có thể sử dụng một loại lực yếu như vậy.

Tắc kè Tokay

Chúng làm như thế bằng cách tận dụng cấu trúc đặc biệt của các ngón chân, vốn gồm hàng triệu sợi lông li ti và hàng tỷ điểm tiếp xúc. Như có thể thấy trong hình, bàn chân tắc kè được cấu tạo bởi các nếp gấp nhỏ của da. Những nếp gấp được bao phủ bởi các sợi lông nhỏ và tiếp tục phân nhánh cho đến những sợi cỡ vài nano mét. Những điểm tiếp xúc như vậy cho phép những con tắc kè tối đa hóa số điểm chạm vào bề mặt, giúp phân tải trọng lượng và tăng đáng kể lực hấp dẫn giữa chúng với bề mặt – đủ để tắc kè treo mình trên trần nhà.

Nhưng khi đã bám dính được rồi thì làm thế nào để tắc kè có thể di chuyển và di chuyển với tốc độ rất nhanh (tốc độ ghi nhận là 20 lần cơ thể mỗi giây)? Vấn đề ở đây là góc cạnh của những sợi lông. Bằng một mô hình toán học, các nhà khoa học có thể tính toán ra rằng khi muốn di chuyển, tắc kè chỉ việc thay đổi góc của những sợi lông. Hơn thế nữa, những sợi lông không chỉ có góc lệch mà còn cong – cho phép tắc kè lưu trữ năng lượng và đổi hướng nhanh chóng. Qua những điều trên, thật ngạc nhiên với khả năng xử lí để phối hợp các thành phần trên cơ thể của tắc kè theo một cách rất linh hoạt và chính xác.

Công nghệ tắc kè

Nghiên cứu mới này sẽ giúp các nhà khoa học tiến thêm một bước trong việc giải quyết khả năng vận hành trên bề mặt của rô bốt và rất nhiều ứng dụng khác nữa. Hãy thử nghĩ về tương lai khi mà những chú rô bốt có thể leo lên tường, bám dính vào các bề mặt để giải quyết những vấn đề liên quan đến môi trường khắc nghiệt hay thảm họa thiên nhiên.

Cấu trúc lông chân của tắc kè

Cấu trúc nano dính làm một phương pháo mới để gắn mọi thứ lại với nhau. Và nếu không có tắc kè, các nhà khoa học của chúng ta có thể sẽ không bao giờ tìm ra công nghệ này.

Mạnh Tuấn