Superplaster efterligner gekkoens fødder

Spiderman er dygtig, men gekkoen kom først

I Spiderman-filmen kigger Peter Parker på sine håndflader og ser, at der er vokset tykke, sorte hår ud af dem. Disse hår giver ham evnen til klatring på muren og under lofter. Men det var altså gekkoen, der først kom på ideen.

Disse krybdyr har omkring en halv million fine hår, kaldt setae, på hver fod. Og hvert af disse hår ender i ca. 1.000 endnu mindre hår, der kaldes spatulae, fordi de er fladet ud i spidsen ligesom en spatel.

Spatlerne presses imod underlaget, og her opstår vedhængskraften på to forskellige måder, alt efter underlagets vandsugende eller vandskyende egenskaber.

Hvis underlaget er hydrofilt, dvs. vandelskende, så opstår vedhængskraften ved den kapillarvirkning, som en tynd hinde af vand har, når den ligger imellem vedhængsfladen og fodhåret. Hvis underlaget er hydrofobt, dvs. vandhadende, så opstår vedhængskraften i stedet ved den såkaldte van-der-Waals-kraft.

Elektronskyerne i molekylerne i alle stoffer, forskydes hele tiden hid og did. Derved opstår der dipoler imellem de positivt ladede atomkerner og de negativt ladede elektroner. En sådan dipol i ét molekyle, inducerer så en dipol i nabomolekylet, og der er dannet en tiltrækning.

Den er meget svag. Den aftager med molekylafstanden i syvende potens. Men hvis afstanden er meget lille, og der er mange molekyler, så er kraften stor nok til f.eks. at bære en gekko.

En gekko kan klatre på både hydrofile og hydrofobe flader, så blot en af kræfterne er altså nok til at holde den fast. Gekko-spatulae er 0.2 til 0.5 my store, og den størrelse hårflade gør kapillar- og van-der-Waals-kræfter ca. lige store.

Gekko-tæer efterlignet i plast

Andre Geim på universitetet i Manchester satte sig for at efterligne gekko-tæerne, og de valgte at gøre det i plast. Når både »tå« og »hår« var i plast, blev begge dele så fleksible, at man kunne opnå den nødvendige helt intime kontakt, som er så nødvendig for at opnå tilstrækkelig styrke i bindingen helt uden klæbestoffer. Gekkoer udsveder ikke nogen form for lim fra deres tæer.

Med en oxygen-plasma-teknik var det muligt at »bortætse« plasten undtagen på steder, hvor man havde placeret 0.3 my store aluminiumsskiver, og derved havde man en plastflade beklædt med hår - analogt med fodfladen hos gekkoen og håndfladen hos Spiderman.

Produktionsmetoden er meget kostbar, og derfor har man indtil nu kun fremstillet et par kvadratcentimeter af den. De er blevet testet nøje i laboratoriet på forskellige flader ved hjælp af et atomic-force-mikroskop, men den mest spektakulære test var nok den, Geim udførte efter at have været på indkøb i den lokale legetøjsbutik.

Ekstrem dyr gekko-tape

En Spidermandukke på 40 gram fik »gekko-tape« på den ene hånd. Ophængning på en vandret glasplade gik storartet. Mange af kollegerne meldte sig frivilligt til at agere Spiderman ved at hænge med en hånd tapet til ruden udenfor laboratoriet. Det ville skabe publicity om forskningsprojek»tet med den lim-løse tape, men som sagt ville tapen være meget kostbar.

En menneskelig håndflade skulle dækkes af ca. 200 cm2 tape, og det ville koste «thousands and thousands of pounds», som Geim formulerede det i et interview med BBC. Geim håber, at andre forskere vil foreslå billigere metoder til at fremstille supertapen på, når de læser om den i hans artikel «Microfabricated adhesive mimicking gecko foot hair» i tidsskriftet Nature Materials.