Ny superlim er lige så stærk som gekkoens fodhår
Gekkoen har nogle ekstremt klæbende hår på fødderne, der gør dyret i stand til at gå på lodrette vægge. Nu har amerikanske forskere lavet en superlim, der er inspireret af disse hår.

a) En gekko, gekkofod og gekko setae og spatulae.

b) Lodrette kulstof nanorør med krøllet nanorørs-'spaghetti' på toppen.

c) En cola ca. 650 gram hænger lodret fra en 4x4 mm klisterbånd af nanorør på glasoverflade. d) en ring af rustfrit stål ca. 150 gram hænger fra samme 4x4 mm klisterbånd af nanorør på sandpapir.

(Foto: Credit: Science/AAAS)

Inspireret af gekkoers fantastiske evne til at løbe op ad vægge og hen under lofter har amerikanske forskere lavet en superlim af nanorør.

Den nye 'gekko-lim' er 3 gange stærkere end den tidligere rekord, og 10 gange stærkere end rigtige gekkoer, og så er limen retningsbestemt.

»Det betyder, at vi kan hænge meget tunge genstande fra en lodret overflade, men stadig løfte klisterstrimlen væk ved at trække lige ud fra underlaget,« siger professor Liming Dai fra University of Dayton i USA, som netop har offentliggjort fundet i tidsskriftet Science sammen med kolleger fra Georgia Institute of Technology, University of Akron og Air Force Research Laboratory.

Et væld af anvendelser

Gekkolimen virker både på helt glatte overflader som glas og på ru overflader som sandpapir og forskerne anslår, at den har mange teknologiske anvendelser lige fra at hænge ting på væggen uden at bore huller til robotter, der kan køre på lodrette flader eller astronautstøvler så man kan gå rundt på en rumstation.

Materialet kan endda bruges til at samle mikroelektroniske komponenter, fordi det har meget fine elektroniske egenskaber og kan lede en strøm - så man i fremtiden kan samle computerchips uden brug af lodning.

Forskere har længe været fascineret af gekkoens klatreevne og lige siden californiske forskere i 2000 afslørede gekkoernes trick er flere hold gået ind i jagten på den bedste gekko-lim.

Det viser sig, at gekkoernes fødder er beklædt med millioner af mikroskopiske hår, der er så små, at dyret kan udnytte de meget svage tiltrækningskræfter mellem molekyler kaldet 'van der Waals kræfter'. Fodhårene kaldet setae er 10 gange tyndere end et menneskehår og hver setae splitter yderligere op i 100-1.000 mindre stumper kaldet spatulae.

Den samlede tiltrækningskraft gør så at sige gekkoen i stand til at ophæve tyngdekraften - en enkelt tå kan bære otte gange gekkoens vægt og hvis alle gekkoens fodhår hæftede samtidig ville en typisk 70 grams gekko i teorien kunne bære over 100 kg.

Med en smart kemisk proces er det nu lykkes Liming Dai og kolleger at kopiere gekkoens fodhår som en tæt nålepude af ca. 150 µm lange rør af rent kulstof - nanorør.

Skematisk hvordan nanorørene ændres under målinger af klisterevnen. Når nanorørene trækkes langs overfladen kommer mere af nanorørene i kontakt med overfladen og styrken øges mens styrken er mindst, når man trækker nanorørene lige ud fra underlaget. De to små billeder viser hhv. det nye materiale (tv) og gekkoens fodhår (th) forstørret mange gange (1 µm er en tusindedel millimeter). (Foto: Image courtesy of Liangti Qu)

Forskere har længe kunnet gro den slags nano-skove, men ved at ændre syntesen lykkedes det, at lægge en rodet portion nanorørs-'spaghetti' på toppen af alle rørene. Dermed fik rørene en krone med masser af overfladekontakt langs nanorørene i forhold til kun spidsen af nanorørene.

»Dermed kunne vi rigtig efterligne gekkoen naturlige metode,« siger Liming Dai.

Stærkest ved træk fra siden

For at teste klisterevnen konstruerer forskerne stykker på 4x4 mm, som de sætter fast på forskellige overflader og viser både kan klistre på glas, ru sandpapir og endda teflon, som selv gekkoer ikke kan gå på.

Med det lille stykke klisterpapir hænger de fx en 1,5 kg tung kemibog på en glas overflade. Styrken er størst når trækket kommer fra siden og får flere nanorør i kontakt med underlaget - ca. 100 N pr. kvadratcentimeter - mens styrken er ca. en tiendedel, når man trækker stykker lige ud fra underlaget og overfladekontakten er mindst.

Coy cat

Det er ikke første gang forskere har kopieret gekkoen.

Sidste år lykkedes det fx andre at lave en gekkokopi, 'geckel', som kan klistre under vand, men til forskel fra geckel er Dai's syntese billig og nem at skalere op til storskala. Samtidig klistrer materialet tre gange stærkere end den hidtil bedste gekko-imitation og kan tages af og på mange gange uden at miste styrke.

Flere firmaer har allerede vist interessere og Dai ser mange anvendelses muligheder fx at lime ting sammen i rummets tørre vakuum, der ødelægger alle 'våde' limmidler, forbedre fremtidens computerchip og udvikle maskiner, der kan kravle op og ned af vægge.

Forskerne arbejder allerede på at skalere processen op så man kan lave store stykker og har mange idéer til at videreudvikle gekko-limen.

»Vi kan ændre syntesen og sætte andre kemiske grupper, så vi får en våd version, vi kan forbedre klisterstyrken endnu mere, gøre limen følsomt for lys så man kan tænde og slukke den, der er mange ting vi kan gøre fremover,« siger Liming Dai.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om Evidensbarometeret, som Videnskab.dk lige har lanceret.