Komanda, įsikūrusi adresu Bristolio robotikos laboratorijatyrinėjo aštuonkojų biologinių siurbtukų struktūras, kurios turi puikius prisitaikymo siurbimo gebėjimus, leidžiančius jiems prisitvirtinti prie uolos.
Savo išvadose, paskelbtose šiandien žurnale PNAS, mokslininkai parodo, kaip jiems pavyko sukurti daugiasluoksnę minkštą struktūrą ir dirbtinę skysčio sistemą, imituojančią biologinių siurbiklių raumenis ir gleivių struktūras.
Siurbimas yra labai išvystyta minkštųjų organizmų biologinio sukibimo strategija, skirta stipriam įvairių objektų sugriebimui. Biologiniai siurbtukai gali prisitaikyti prie sausų sudėtingų paviršių, tokių kaip uolienos ir kriauklės, o tai yra labai sudėtinga dabartiniams dirbtiniams siurbimo taureliams. Nors manoma, kad adaptyvus biologinių siurbtukų siurbimas yra jų minkšto kūno mechaninės deformacijos rezultatas, kai kurie tyrimai rodo, kad gleivių išsiskyrimas siurblyje dėl didelio klampumo gali būti dar vienas svarbus veiksnys, padedantis prisitvirtinti prie sudėtingų paviršių.
Pagrindinis autorius Tianqi Yue paaiškino: „Svarbiausias pokytis yra tai, kad sėkmingai pademonstravome mechaninės konformacijos – minkštų medžiagų panaudojimo paviršiaus formai prisitaikymui ir skysčio sandarinimo – vandens pasklidimo ant kontaktinio paviršiaus, kad pagerintume siurbimo prisitaikymą. sudėtingi paviršiai. Tai taip pat gali būti paslaptis už biologinių organizmų gebėjimą pasiekti prisitaikantį siurbimą.
Jų daugialypis siurbimo mechanizmas yra organinis mechaninės konformacijos ir reguliuojamo vandens sandariklio derinys. Daugiasluoksnės minkštos medžiagos pirmiausia sukuria grubią mechaninę pagrindo formą, sumažindamos pratekėjimo angas iki mikrometrų. Likusios mikrono dydžio angos uždaromos reguliuojamu vandens išskyrimu iš dirbtinės skysčių sistemos, pagrįstos fiziniu modeliu, todėl siurbtukas užtikrina ilgą siurbimo ilgaamžiškumą įvairiuose paviršiuose, bet su minimaliu perpildymu.
Tianqi pridūrė: „Manome, kad pristatytas daugialypis prisitaikantis siurbimo mechanizmas yra galinga nauja prisitaikanti siurbimo strategija, kuri gali būti naudinga kuriant universalų minkštą sukibimą.
„Dabartiniai pramoniniai sprendimai naudoja nuolat veikiančius oro siurblius, kurie aktyviai generuoja siurbimą, tačiau tai yra triukšminga ir eikvoja energiją.
„Nereikalaujant siurblio, gerai žinoma, kad daugelis natūralių organizmų, turinčių čiulptukus, įskaitant aštuonkojus, kai kurias žuvis, tokias kaip dygliažuvės ir remoros, dėlės, pilvakojai ir dygiaodžiai, gali išlaikyti puikų prisitaikantį siurbimą ant sudėtingų paviršių, išnaudodami savo minkštą kūną. struktūros“.
Išvados turi didelį pramonės pritaikymo potencialą, pavyzdžiui, naujos kartos robotų griebtuvą, skirtą įvairiems netaisyklingiems objektams sugriebti.
Dabar komanda planuoja sukurti išmanesnį siurbtuką, į siurbtuką įdėjus jutiklius, kurie reguliuotų siurbtuko elgesį.
Popierius
“Biologiškai įkvėptas daugialypis prisitaikantis siurbimas ant sudėtingų sausų paviršių, sustiprintas dėl reguliuojamo vandens sekrecijosTianqi Yue, Weiyong Si, Alex Keller, Chenguang Yang, Hermes Bloomfield-Gadêlha ir Jonathan Rossiter PNAS.
