Wissenschaftler haben einen Greifer mit variabler Schwerkraft geschaffen

Arbeitende Prototypenerfassung

Forscher der University of Pennsylvania haben eine neue Art der Erfassung entwickelt , die aus zwei Materialien besteht. Es funktioniert nach dem Prinzip der Geckopfoten, die entweder an jeder Oberfläche „haften“ oder sich von dieser lösen können, sodass die Eidechse frei an den Wänden entlang laufen kann. Solche Greifer können beispielsweise in der hochpräzisen Produktion zum Arbeiten mit Kleinteilen nützlich sein.

Wie der Gecko hat der Griff eine anpassbare Anziehungskraft, wenn keine beweglichen Teile vorhanden sind. Im Gegensatz zu den Beinen einer Eidechse, die mit einer komplexen Struktur mikroskopisch kleiner Haare gesprenkelt sind, besteht der neue Fang jedoch nur aus zwei Materialien und ist im industriellen Maßstab leicht herzustellen.

„Wenn es um anpassbare Schwerkraft geht, denkt jeder an Geckos und versucht, sein System zu wiederholen“, sagt Kevin Turner, Assistenzprofessor. - Das Problem ist, dass solche komplexen natürlichen Strukturen sehr schwer zu reproduzieren sind. Wir haben eine Lösung gefunden, die einen ähnlichen Effekt erzielt, aber viel einfacher herzustellen ist. "


Haare aus den Beinen eines Geckos unter einem Mikroskop. Die

Beine eines Geckos werden mit Van-der-Waals-Kräften an den Oberflächen befestigt, die wirken, wenn zwei Oberflächen eine ausreichende Kontaktfläche haben. Bei gewöhnlichen Materialien ist dieser Effekt schwer zu beobachten, da sich selbst glatt aussehende Oberflächen unter dem Mikroskop als ziemlich rau herausstellen.

Die Fülle an Haaren an den Beinen der Eidechse ermöglicht es Ihnen, die Kontaktfläche zu vergrößern, und eine Änderung des Winkels zwischen Fuß und Oberfläche führt zu einer Änderung der "Anziehungskraft". Und die pilzförmige Form des Haares lässt es besser an der Oberfläche haften - wenn der „Hut“ es rechtwinklig berührt, geht der Hauptdruck in den zentralen Teil und die Anziehungskraft wächst. Wenn nötig, lösen Sie den Fuß, der Gecko ändert den Winkel, der Druck bewegt sich von der Mitte zum Rand der Hüte und sie sind frei von der Oberfläche getrennt.

Wissenschaftler haben den gleichen Effekt auch in ihrem Gerät reproduziert, aber anstatt einen pilzförmigen Hut zu verwenden, verwenden sie einen harten Kunststoffkern, der mit weichem Silikon bedeckt ist. Das gesamte Gerät hat eine zylindrische Form. Wenn das Gerät den Kern auf den mittleren Teil der Endfläche drückt, nimmt die Anziehungskraft zwischen dem Griff und der Oberfläche zu. Wenn eine Querkraft auf den Kern wirkt, bewegt sich der Druck zur Kante, von den Kanten beginnt das Silikon hinter der Grifffläche zurückzubleiben und die Anziehung verschwindet.

Das Gerät hat zwar einen Durchmesser von mehreren Millimetern und kann glatte Oberflächen erfassen. Wissenschaftler haben berechnet, dass nichts Sie daran hindert, den Durchmesser auf mikroskopische Abmessungen zu reduzieren, und dann kann der Griff mit jeder Oberfläche arbeiten.