Каждый год миллионы людей получают травмы из-за падений на скользких поверхностях, особенно зимой. Ученые решили обратиться к природе за решением этой проблемы. Исследования показали, что подушечки лап гекконов обладают уникальной способностью прилипать даже к мокрым и ледяным поверхностям. На основе этого открытия был создан полимер с капиллярной адгезией, который может стать основой для нескользящих подошв обуви.
Как нам помогут гекконы
По данным Всемирной организации здравоохранения, поскальзывания и падения ежегодно становятся причиной более 38 миллионов травм и 684 000 смертей. И почти половина этих инцидентов происходит на льду (Источник и ссылка размещен в конце текста).
Обычные материалы для подошвы часто не справляются со своей задачей, хоть песком дороги посыпай, хоть голову пеплом. Однако природа давно решила эту проблему: лапки гекконов позволяют им легко передвигаться по скользким поверхностям благодаря гидрофильным свойствам и капиллярной адгезии. Сила, с которой вода втягивается в узкие канавки подушечек лапок, создает всасывающее действие, помогающее ящерице перемещаться даже по льду (вопрос: зачем ей это надо, может, чтобы ловко выбираться из аквариума?).
Ученые Американского химического общества (ACS Applied Materials & Interfaces) использовали этот принцип для создания нового материала. Они добавили наночастицы диоксида циркония в силиконовый каучук, раскатали в пленку, а затем протравили поверхность лазером, чтобы создать бороздчатый рисунок. Это позволило материалу притягивать молекулы воды и прилипать к льду, имитируя механизм лапок геккона.
В ходе замысловатых тестов они выяснили, что наиболее эффективными оказались версии материала с содержанием 3-5% наночастиц диоксида циркония. Разработчики уверены, что их технология не только сделает обувь безопаснее, но и найдет применение в медицине — например, в создании электронной кожи, в которой полимеры взаимодействуют с жидкостями.
Поясница и гололед: как жить без боли зимой и весной
Новая разработка открывает перспективы для уменьшения травматизма на скользких поверхностях и создания более устойчивых материалов, вдохновленных природой.
Источник новости: Vipin Richhariya, Ashis Tripathy, Oscar Carvalho, Jose Gomes, Md Julker Nine, Filipe Samuel Silva. Капиллярно-усиленная биомиметическая адгезия на ледяных поверхностях для высокоэффективных противоскользящих подошв обуви. ACS Applied Materials & Interfaces , 2024; 17 (1): 2450 DOI: 10.1021/acsami.4c14496. Сайт: https://www.sciencedaily.com