וִידֵאוֹ: עסק דביק: צפרדעי עצים תלויות חזק - אבל איך?
2023 מְחַבֵּר: Peter Bradberry | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-21 22:33
מחקר חדש מראה כי צפרדעים ושממיות נבדלות מהאופן בו הן משיגות אחיזה.
כמו שממיות מחבקות את הקיר, צפרדעים על עצים מסוגלות להכות את כובדי הרגליים. אך מחקר חדש מראה ששני המינים נאחזים במשטחים בדרכים שונות באופן ניכר.
האחיזה ה"יבשה "של שממיות נשענת על קשרים מולקולריים מוצקים אך נשברים בקלות - בין סיבים זעירים בכריות הבוהן של החיה והמשטחים עליהם הם ניצבים. אך מדענים גילו כי צפרדעים משתמשות בגישה אחרת כדי להחזיק מעמד.
הביולוג ג'ון בארנס מאוניברסיטת גלזגו בסקוטלנד, שהוביל את המחקר, השתמש במיקרוסקופ כוח אטומי (AFM), שיכול לספק תמונות בסדר גודל של מיליארדי מטר, כדי לסרוק את רגלי צפרדעי העץ של לבן. בעין בלתי מזוינת, כריות הבוהן של הצפרדעים נראות מעוצבות בתאים משושים שטוחים, מוקפים בחריצים מלאים בריר. אולם בבדיקה מדוקדקת יותר גילה בארנס כי החלקים העליונים אינם שטוחים כלל אלא מכוסים ב"עמודי-ננו "ארוזים היטב, כל אחד עם גומה קטנה בסופו של דבר, היוצרים חיכוך רב עוצמה כנגד המשטחים שאליהם הם נוגעים.
"ניתן להשתמש ב- AFM גם כדי למדוד את הנוקשות של השכבה החיצונית של כף הרגל", אומר בארנס, שפרסם את הממצאים בכתב העת Journal of Experimental Biology. "מתברר שהוא מאותו הסדר כמו גומי סיליקון. חומרים רכים חשובים, מכיוון שהם מאפשרים לכרית להגיע למגע קרוב, בעקבות קווי המתאר של המשטח שאליו נצמדת הצפרדע.".
למרות שריר יכול להיות חומר סיכה, עבור צפרדעים בעץ חומר צמיג יותר פי 1.5 (עמיד בפני זרימה) מאשר מים רגילים משמש כמדבק "רטוב". הסיבה: עמודי הננו והמבנים הגדולים יותר על כריות הבוהן באים במגע ישיר עם משטחים. כתוצאה מכך, הכמות הקטנה של הליחה הרטובה בין בליטות אלה מספקת כוחות דבק.
צפרדעי עצים יכולות לטפס על רוב המשטחים, מעלים שקופים ועד לזכוכית, בקלות, אם כי הם לא מסתדרים כל כך טוב על חומרים יבשים ומחוספסים, ככל הנראה מכיוון שהם אינם יכולים לייצר מספיק ריר כדי ליצור שכבת נוזלים רציפה מתחת לכריותיהם על משטח כזה, בארנס אומר. "התמיכה ברעיון זה היא העובדה שההדבקה משתפרת באופן דרמטי אם המשטח הגס רטוב", הוא מציין.
וולטר פדרל, זואולוג מאוניברסיטת קיימברידג 'באנגליה החוקר הידבקות, אומר כי המחקר שופך אור על תכונות החומר של בהונות הצפרדעים ברמה המיקרוסקופית ומבהיר כי עמודי הננו ממלאים "תפקיד חשוב בהדבקה". אך הוא מציין כי התפקיד המדויק של העמודים הזעירים הללו עדיין לא ברור.
מחקר על שממיות וצפרדעים עצים עורר מדענים חומרים מעוררי חזון עם דבקים חכמים ליישומים אנושיים. לדוגמא, מאמר בגיליון מרץ 2008 של כתב העת ממשק האגודה המלכותית העריך שבלם מכונית המצויד בכתם צנוע של אחיזת שממית סינתטית יכול לעצור רכב של 200,000 קילו (1,000 קילוגרם). 50 מייל (80 ק"מ) לשעה בערך 16 מטר (חמישה מטרים).
בארנס ועמיתיו מאמינים כי הבנת תכונות ההדבקה של רגלי צפרדע העץ עשויה להוביל לעיצוב טוב יותר של הצמיגים, ואולי אפילו לנעל ללא החלקה, אם כי ראשית עליהם להוכיח כי ההידבקות, וחשוב לא פחות, ההתנתקות המהירה מפני השטח היא מתוחזק על מבנים גדולים בהרבה מבוהן דו-חיים. יישום אפשרי נוסף של העבודה, אומר בארנס, הוא יצירת ציפוי להגנה על העצבים במהלך הניתוח על ידי הרחקתם בעדינות מדרך האיזמל.