Форма грибов вдохновила физиков на создание новой застежки

Лайнуть/Поделиться

Физики разработали новую застежку-липучку, ее поверхность покрыта микроскопическим узором, напоминающим грибы. В отличие от похожих застежек, она прочно цепляется за любую ткань, при этом не повреждая ее после отсоединения. Статья опубликована в журнале Biointerphases.

Сейчас используются два вида застежек-липучек. Классическая «липучка» представляет собой пару лент, на одной из которых размещены микрокрючки, а на другой — микропетли. При отсоединении лент петли растягиваются — этот процесс, во-первых, сопровождается громким треском, а во-вторых, приводит к быстрому износу застежки. Помимо этого, если крючки случайно цепляются за обычную ткань, они повреждают ее.

Другая застежка, типа «грибок», состоит из двух частей, покрытых небольшими пластиковыми штырьками со шляпками. При соединении шляпки цепляются друг за друга. Эта застежка меньше изнашивается, поэтому ее можно использовать многократно без потери силы скрепления. Ее недостаток — отсутствие гибкости, поскольку обе части сделаны из пластика.

Прити Шарма (Preeti Sharma) и ее коллеги из Вагенингенского и Гронингенского университетов разработали новый тип застежки. В качестве экспериментального образца они изготовили элемент с поверхностью, покрытой микроскопическим трехмерным узором, напоминающим грибы. По виду образец похож на застежку типа «грибок», но высота грибочков на нем всего 600 микрометров. Застежка состоит из одной части, которую можно сцепить с любой тканью.

Сложный трехмерный узор напечатали с помощью 3D-принтера. Сама модель оказалась недостаточно прочной и не прошла испытания. При соединении повреждались и грибочки, и ткань, за которую они цеплялись. Тогда физики изготовили форму из эластомера и отлили в ней элемент из полидиметилсилоксана, полностью повторяющий модель.

Разработку проверили с тремя видами тканей: с чистым хлопком, с капроном и со смесью синтетики и хлопка. Чтобы сцепить ткань и поверхность с грибочками, ученые использовали реометр: он позволяет обеспечить небольшое угловое вращение образца относительно ткани, а также точно измерить силу, приложенную при сцеплении.

В верхнем ряду изображения различных тканей под микроскопом: (a) капрон, (b) смесь синтетики и хлопка, (с) хлопок. В нижнем ряду фотографии, сделанные во время отсоединения от капрона (d) застежки типа «грибок-грибок», (e) 3D-модели новой застежки, (f) новой застежки из полидиметилсилоксана |
Preeti Sharma et al. / Biointerphases

Образец из полидиметилсилоксана образовал надежное сцепление со всеми видами тканей, при этом не были повреждены ни их волокна, ни сама застежка. Новую разработку можно использовать с гибкими материалами, при этом надежность соединения не будет падать со временем, а отсоединение происходит абсолютно бесшумно. Ученые планируют продолжить эксперименты, меняя материал застежки. О другом способе сцепления, вдохновленном лапками геккона, можно прочитать здесь.

Текст: Екатерина Назарова | Источник: nplus1

DOI10.1116/6.0000634
Редакция

Опубликовала
Редакция

Недавние публикации

Тропическая бабочка, которая питается слезами птиц

Бразильский биолог стал свидетелем редкого поведения тропических бабочек Gorgone macarea, рассказывается в статье, опубликованной в Ecology. Эти ночные насекомые… Читать далее

20/02/2021

Стоматологи могут сказать, занимались ли вы недавно оральным сексом или нет

Недавно пользователь TikTok, cianmcbrien, опубликовал видео с подписью «Только что узнал, что дантист может увидеть, делал ли кто-то [минет] или… Читать далее

20/02/2021

Почему орбита МКС находится именно на расстоянии около 400 км от земли?

Высота орбиты МКС постоянно меняется в диапазоне от 340 до 417 км над уровнем моря,… Читать далее

19/02/2021

Как связаны между собой разделы физики

Доминик Воллиман, физик и популяризатор науки, создал карту разделов физики, науки, которая разделена условно на… Читать далее

17/02/2021

Может ли мозг противостоять мнению большинства?

Ученые НИУ ВШЭ узнали, что несовпадение с окружающими во мнении оставляет «след» в активности мозга,… Читать далее

14/02/2021

Генератор Пенроуза на пальцах™

эпиграфМанит, манит, манит карусельВ путешествие по замкнутому кругу.Любовь Успенская — Карусель Люди, не вполне хорошо… Читать далее

14/02/2021