Итальянские ученые приблизились к созданию костюма, позволяющего передвигаться по вертикальным поверхностям без альпинистского снаряжения — так же, как это делает Человек-паук из одноименного фильма. На основе нанотрубок уже создана «гекко-лента», эффективно прилипающая практически к любой твердой поверхности.

Профессор Туринского университета Никола Пугно утверждает, что способности «человека-паука» сегодня чрезвычайно востребованы в самых разных областях — от космических исследований до мытья окон небоскребов. Но возможность создать костюм «человека-паука» появилась только со скачком в развитии нано- и биотехнологий.

Никола Пугно объясняет суть изобретения очень просто. Ящерки-гекконы могут ползать по вертикальным стенам и даже потолкам благодаря миллионам крошечных волосков, расположенным на подошвах лапок. На конце каждого волоска имеются тысячи миниатюрных подушечек. Эти подушечки прочно прилипают к любой поверхности, вступая с ней во взаимодействие на уровне молекул и атомов, за счет имеющих электромагнитную природу так называемых сил Ван-дер-Ваальса. Подобный механизм позволяет гекконам, прилипнув лапами к потолку или стене, удерживать на себе вес, в несколько сот раз превосходящий массу самой ящерицы.

Этот же принцип используется и для создания специального костюма, с помощью которого человек сможет карабкаться по отвесным стенам. Идея заключается в том, чтобы покрыть перчатки и ботинки крошеными синтетическими щетинками, обеспечивающими достаточную степень прилипания к поверхности. Подобные материалы уже существуют: не так давно научной общественности была продемонстрирована способность робота Stickybot передвигаться по вертикальным поверхностям за счет множества волосков из эластомера, покрывающих его щупальца.

Однако не все так просто, как может показаться на первый взгляд. Как сообщил ученый, сила, с которой «липучка» держится за стену, находится в прямой зависимости от площади. При увеличении размеров тела геккона площадь поверхности подошв будет расти пропорционально квадрату его длины, а вес — пропорционально кубу. Выходит, если геккона увеличить до размеров человека, ни по каким вертикальным стенам он лазать не сможет. Следовательно, перчатки человека-паука должны обладать гораздо большей адгезией (липучестью), чем лапки геккона. К счастью, знаменитые рептилии гекконы используют возможности сил Ван-дер-Ваальса отнюдь не на все 100%.

«Согласно некоторым расчетам, силу прилипания можно увеличить в 200 раз относительно того уровня, который демонстрируют ящерицы. Правда, пока это только теория», — поясняет итальянский ученый. Он рассчитывает достичь приемлемых показателей за счет использования углеродных нанотрубок.

Однако, обеспечив должную агдезию, ученые решат лишь половину проблемы. Необходимо также продумать механизм, который позволил бы носителю костюма отрывать липучки от стены, чтобы переставлять руки и ноги. И, наконец, липучки должны обладать способностью к самоочищению, иначе частички грязи очень скоро выведут их из строя. Этого можно достичь за счет придания прилипающей поверхности очень сильных водоотталкивающих свойств: миниатюрные капельки воды, стекающие с нанотрубок, будут смывать с них инородные вкрапления.

«Заставить все эти элементы работать одновременно очень непросто, поскольку они находятся в известном противоречии. Однако гекконы являются живым доказательством того, что в принципе это вполне достижимо», — подытоживает Никола Пугно.

Итальянский ученый представил общественности результаты первого этапа работы — «гекко-ленту», созданную на основе нанотрубок и очень эффективно прилипающую практически к любой твердой поверхности.