Search the Community
Showing results for tags 'gekon'.
Found 10 results
-
Przez lata naukowcy starali się stworzyć materiał, który pozwoliłby na odtworzenie niezwykłych właściwości łap gekona, dzięki którym zwierzę może poruszać się po pionowych gładkich powierzchniach. Teraz uczeni z University of Massachusetts Amherst ogłosili, że zbudowali urządzenie, które pozwala na utrzymanie na pionowej gładkiej ścianie ciężaru o wadze ponad 300 kilogramów. Niezwykłe jest to, że stopy gekona łatwo się przylepiają i odlepiają, nie pozostawiając na powierzchni żadnych klejących się śladów - mówi biolog Duncan Irschick. Mają one niezwykle pożądane właściwości - możliwość wielokrotnego używania, przyklejanie się na sucho, możliwość utrzymania dużego ciężaru. Znalezienie syntetycznego materiału o takich właściwościach oznacza np. możliwość bezproblemowego przyczepienia do ściany telewizora, łatwe i wygodne rozmieszczenie sprzętu medycznego w szpitalach itp. itd. Alfred Crosby, szef laboratorium, w którym były prowadzone badania, stwierdził: Nasze urządzenie Geckoskin ma 103 centymetry kwadratowe i może utrzymać na gładkiej powierzchni ciężar przekraczający 300 kilogramów. Co więcej, wystarczy lekko szarpnąć, by je od kleić. Na powierzchni nie pozostaje żaden ślad, a Geckoskin może być wykorzystane wielokrotnie. Naukowcy z Massachusetts zdradzają, że wcześniej uczeni skupiali się przede wszystkim na włoskach znajdujących się na podeszwach stóp gekona. Tymczasem do problemu należy podejść całościowo, bo ważne jest współdziałanie całej stopy. Ponadto, jak wykazały badania, włoski wcale nie są konieczne do uzyskania pożądanych właściwości. Głównym elementem wynalazku jest zintegrowana miękka polimerowa nić, która działa jak substancja klejąca, zwiększając powierzchnię styku. Co ważne, Geckoskin jest zbudowane z ogólnodostępnych materiałów, takich jak poli(dimetylosilokan). Naukowcy udoskonalają też Geckoskin korzystając z wiedzy na temat ewolucji gekonów.
-
Sposób poruszania się owadów czy gadów po pionowych powierzchniach od dawna interesuje naukowców, którzy chcieliby stworzyć urządzenia, poruszające się w ten sam sposób. Wiadomo, że zwierzęta przemieszczają się po różnych powierzchniach nachylonych pod różnymi kątami dlatego, że ich kończyny wyposażone są w miniaturowe włoski. James Bullock i Walter Federle z University of Cambridge są pierwszymi uczonymi, którym udało się zmierzyć siłę potrzebną do oderwania pojedynczego włoska od powierzchni. Uczeni badali żuki, u których włoski na nogach mają trzy różne kształty: z końcówkami w kształcie punktu, łopatki oraz dysku. Są one rozłożone na nogach w specyficzny wzór, co sugeruje różne funkcje. Średnica każdego z włosków wynosi zaledwie 1/200 milimetra, dlatego też dotychczas nikomu nie udało się zmierzyć właściwości pojedynczego włosa. Dopiero Bullock i Federle wpadli na pomysł, jak to zrobić. Do włosków przymocowali niewielkie wsporniki ze szkła i obserwując pod mikroskopem odkształcanie się szkła podczas ruchu żuka, szacowali działające siły. Badania wykazały, że najmocniej przyczepiają się do powierzchni włoski zakończone dyskiem, słabiej te, których końcówka przypomina łopatkę, a najsłabiej - zakończone punktowo. Dyski były też najbardziej sztywne, prawdopodobnie zapewniają stopie stabilność. Zdaniem Bullocka i Federle to właśnie włoski zakończone dyskami ogrywają zasadniczą rolę podczas poruszania się po gładkich powierzchniach. Samcom przydają się też do trzymania samicy podczas kompulacji. Uczeni spekulują, że dwa pozostałe typy włosków pozwalają na szybkie odrywanie stóp od powierzchni podczas marszu do góry nogami. Naukowcy mówią, że zanim nauczymy się naśladować naturę potrzeba jeszcze szeregu badań. Pytanie w jaki sposób siły pojedynczego włoska przekładają się na sposób poruszania się całego zwierzęcia to wciąż nierozwiązana kwestia. Jej zrozumienie jest konieczne do stworzenia sztucznych przylepców wzorowanych na systemach naturalnych - zauważają uczeni.
- 1 reply
-
- Walter Federle
- James Bullock
-
(and 4 more)
Tagged with:
-
Dla naukowców ważne było, że zaatakowany gekon odrzuca swój ogon, co w wielu przypadkach pozwala mu uciec przed drapieżnikiem. Nikt jednak nie interesował się samym ogonem, który – już bez właściciela – nadal wije się, podskakuje i ucieka. Pozostaje aktywny nawet do 30 minut, w dodatku porusza się czasem w niewidywany dotąd sposób (Biology Letters). Wcześniejsze eksperymenty wykazały, że "tańczący" ogon mami napastnika, który sądzi, że ma nadal do czynienia z wybranym do upolowania kąskiem. Jaszczurka wykorzystuje odrzucenie ogona - autotomię - w dwojaki sposób. Nie tylko opóźnia pościg (lub pozbywa się go raz na zawsze), ale także staje się lżejsza, przez co może biec prędzej. Niestety, natura nie bez kozery wyposażyła gekony w ogon; gdy go zabraknie, skakanie i wspinanie stają się o wiele trudniejsze, a i znalezienie partnera/partnerki wymaga wzmożonego wysiłku. Profesor Anthony Russell z Uniwersytetu w Calgary i Timothy Higham z Clemson University postanowili dokładniej zbadać wzorce poruszania się porzuconego ogona. Za pomocą elektromiografii (EMG) i nagrywania szybkoklatkowego monitorowali "zachowanie" ogonów 4 okazów gekona tygrysiego (Eublepharis macularius). W odróżnieniu od ruchów zwierząt lub części ich ciała, które odbywają się bez kontroli mózgu, ogon gekona nie rzuca się rytmicznie, a przynajmniej nie tylko. Odkryliśmy, że ma intrygujący repertuar zróżnicowanych i wyjątkowo złożonych ruchów – tłumaczy Russell. Ruchy odrzuconego ogona badano dotąd w ramach jednego tylko studium, ale amerykańsko-kanadyjski zespół jako pierwszy połączył wzorce ruchu z aktywnością mięśniową. Odkrycia są niezmiernie ważne, ponieważ wszystko wskazuje na to, że gekoni ogon może stanowić użyteczny model do badania złożonych funkcji rdzenia kręgowego oraz skutków jego uszkodzenia. Odrzucenie ogona przez jaszczurkę jest kontrolowane przez znajdującą się w nim część rdzenia kręgowego. Odseparowany od reszty ciała ogon pozwala badać zagadnienie, w jaki sposób nerwy i mięśnie współpracują ze sobą, by generować skomplikowane ruchy bez udziału mózgu. Russell i Higham stwierdzili, że sygnały odpowiedzialne za ruchy pochodzą z końcówki ogona, co oznacza, że jest tam centrum kontrolne, tłumione w zwykłych okolicznościach (przed odrzuceniem ogona) przez ośrodki wyższe. Higham dodaje, że na razie nie znaleziono odpowiedzi na pytanie, co stanowi źródło stymulacji inicjującej ruchy ogona. Najbardziej prawdopodobne wyjaśnienie jest takie, że ogon polega na czuciowej informacji zwrotnej ze środowiska. Umiejscowione na jego powierzchni "czujniki" nakazują: teraz skacz, obracaj się wokół osi lub przemieszczaj w określonym kierunku.
-
Badania Tony'ego Russella, zoologa z University of Calgary, rzucają nieco światła na niezwykłe właściwości gekonów. Zwierzęta te, jak wiemy, potrafią poruszać się po najróżniejszych podłożach i wędrować po pionowych płaszczyznach. Naukowcy wiedzą, że jest to możliwe dzięki olbrzymiej liczbie mikroskopijnych włosków, pokrywających łapy gekona. Okazuje się również, że zwierzęta nie zawsze korzystają z "przylepnych" właściwości swoich łap. Russell postanowił dowiedzieć się, kiedy gekon porusza się jak inne zwierzęta, a kiedy zaczyna "przyklejać się" do powierzchni po której idzie. Uczony umieszczał zwierzęta na automatycznych bieżniach pokrytych albo śliskim pleksiglasem, albo szorstkim papierem. Okazało się, że nawet idąc po pleksiglasie gekony nie korzystały z możliwości "przyklejenia się", mimo iż wyraźnie łapy im się ślizgały. Niektóre zwierzęta zaczęły "kleić się" do podłoża wówczas, gdy nachylono je pod kątem 10 stopni. Gdy musiały iść pod kątem 30 stopni - wszystkie korzystały z "lepkich łap". Okazuje się zatem, że niezwykły mechanizm nie jest uruchamiany ze względu na rodzaj podłoża, ale decyduje o tym jego nachylenie. Odkrycie to zdziwiło naukowców. Gdybym była gekonem z pewnością zastanowiłabym się nad przyklejeniem się do śliskiego podłoża gdyby moje łapy się ślizgały, a za mną pędziłby drapieżnik - mówi biofizyk Kellar Autumn z Lewis & Clark College. Russell spekuluje, że być może gekony posiadają w uszach mechanizm, który informuje je, kiedy wykorzystanie "przylepca" i ryzykowanie tym samym uszkodzenia włosków jest opłacalne. Badania pokazują, jak niezwykłymi zwierzętami są gekony. Wcześniej naukowcy zabierali jaszczurki i węże na pokład samolotu, który, swobodnie spadając, umożliwia doświadczenie braku siły ciążenia. Większość zwierząt wpadała w panikę, próbując uczepić się czegokolwiek. Gekony natomiast zachowywał spokój i wyciągały łapy tak, jakby surfowały w przestworzach. Można więc przypuszczać, że odczuwają one grawitację w inny sposób, niż większość zwierząt. Badania nad gekonami cieszą specjalistów zajmujących się... robotami. Mają bowiem nadzieję, że od gekonów nauczą się, w jaki sposób skonstruować maszynę poruszającą się po różnego typu podłożach.
-
Nocne gekony to jedne z nielicznych stworzeń, które widzą kolory po zmroku. Naukowcy z Lund University odkryli, że zawdzięczają to ułożonym koncentrycznie obszarom o różnych właściwościach odbijających. Szwedzi przekonują, że podobne struktury można by wykorzystać do ulepszenia aparatów fotograficznych i stworzenia wieloogniskowych szkieł kontaktowych (Journal of Vision). Na jedyny w swoim rodzaju układ optyczny oczu jaszczurki składają się wyłącznie czopki. Badacze wyliczyli, że są one 350-krotnie bardziej wrażliwe niż ludzkie czopki. Jak wyjaśnia Lina Roth z Wydziału Biologii Organizmów i Komórki, system wieloogniskowy sprawia, że na siatkówce skupiają się jednocześnie promienie świetlne o różnej długości. Niewykluczone też, że dzięki tej cesze gekon z gatunku Tarentola chazaliae koncentruje wzrok na kilku mniej lub bardziej oddalonych obiektach naraz. Oznacza to, że jaszczurka jest w stanie uzyskać ostre obrazy na co najmniej dwóch poziomach głębi. Gekony aktywne w dzień nie zostały przez naturę wyposażone w zestaw koncentrycznych obszarów, a ich widzenie jest monoogniskowe. Szwedzi stworzyli nową metodę pozyskiwania danych optycznych od żywych zwierząt. W tym celu zmodyfikowali czujnik Hartmanna-Shacka, który służy do pomiaru nachylenia frontu falowego czy inaczej mówiąc – aberracji falowych oka. Badania zwierząt ze stosunkowo dużymi oczami, np. sów czy kotów, wymagały operacji i unieruchamiania głowy. W naszym studium zademonstrowaliśmy, że pomiary dotyczące niewielkich oczu gekona da się przeprowadzić bez jakiejkolwiek [sztucznej] kontroli spojrzenia czy akomodacji.
-
- wieloogniskowe
- czopki
-
(and 6 more)
Tagged with:
-
Można sobie wyobrazić zdziwienie doktora Petera Beaumonta, który podczas wbijania kurzego jaja na patelnię znalazł w środku martwego gekona. W skorupce nie było otworu, musiał się więc tam dostać w inny sposób. Naukowiec nie zwróciłby może uwagi na jajko, gdyby jego zawartość nie była zmętniała. Okazało się, że mała jaszczurka znajdowała się między skorupką a zewnętrzną blaszką pergaminową. Wg Beaumonta, szefa Australijskiego Stowarzyszenia Medycznego Terytoriów Północnych, gekon mógł się dostać do dróg rodnych samicy po zapłodnieniu, ale przed ostatecznym uformowaniem jaja (kolejne jego osłonki nadbudowują się podczas przemieszczania przez jajowód). Chciał się pożywić zarodkiem, ale nie przeżył i został schwytany w pułapkę jaja. Lekarz powiedział telewizji ABC, że czasem podczas patroszenia kur można natrafić na częściowo wykształcone jaja. Gekon poszukiwał prawdopodobnie takiego smakołyku. Niewykluczone, że znalezisko Beaumonta jest jednym z pierwszych tego typu na świecie. Naukowiec przekazał skorupkę do dalszych badań. Zajmą się nią odpowiednie agendy Ministerstwa Zdrowia. Przedstawiciele Australian Egg Corporation przyznają, że nigdy wcześniej nie słyszeli o takim przypadku. David Witcombe, menedżer firmowego działu badań, zaznacza, że z oczywistych względów gekon nie mógł trafić do jaja z przewodu pokarmowego. Jedyna droga wiedzie więc przez kloakę, czyli końcowy odcinek jelita, do którego uchodzą moczowody i jajowody.
- 1 reply
-
- zewnętrzna blaszka pergaminowa
- skorupka
- (and 4 more)
-
Nicola Pugno, 35-letni naukowiec z Politechniki w Turynie, twierdzi, że można stworzyć prawdziwą wersję Spidermana, znanego dużym i małym bohatera komiksów. Pugno od 10 lat pracuje bowiem nad obiecującą postacią adhezji, czyli przyczepności. Włoch przyznał, że za model i przykład posłużył mu gekon. To dziedzina, która może znaleźć bardzo interesujące zastosowania w nauce, np. w kosmosie. Astronauta mógłby skorzystać z kombinezonu zaopatrzonego w układ ssawek o kielichowatym kształcie. Według naukowca, taki kombinezon dałoby się opracować w ciągu ok. 10 lat. Stopy gekona pokrywa drobna szczecina, umożliwiająca silne przywieranie niemal do każdego rodzaju powierzchni. Setae wyszukują nierówności powierzchni, których często nie da się dostrzec gołym okiem. Włoch chce odtworzyć narząd czepny jaszczurki, ale aby się to udało, musi rozwiązać jeszcze wiele problemów. Kombinezon jego pomysłu ma być wyposażony w sieć lepkich włókien. Jednym z problemów, jaki się pojawił, jest kontrola adhezji, bo samo pozostawanie przyczepionym do ściany nie jest trudne. Wszystko, co trzeba zrobić, to posmarować się klejem. Jak jednak odczepić się od danej powierzchni, a potem znowu do niej przylgnąć? Pugno zamierza opracować mechanizm samoczyszczący. Poruszając się po piasku, gekon co kilka kroków także oczyszcza swoje stopy. Naukowiec wypiera się, że jego prace to wynik zafascynowania filmowym i książkowym Spidermanem. Twierdzi, że fascynuje go wyłącznie nauka, a science fiction prowadzi donikąd.
- 3 replies
-
- Spiderman
- przywieranie
- (and 6 more)
-
Nie tylko koty manewrują podczas upadku, by uniknąć niewłaściwego lądowania i uszkodzeń ciała. Okazuje się, że ogon jest też niezwykle istotny dla gekona, który potrafi wspiąć się na najtrudniejsze nawet obiekty. Pełni on rolę piątej łapy, zapobiegającej zsuwaniu się podczas pokonywania mokrych powierzchni. Jeśli zawiedzie doskonała przyczepność stóp, ogon pozwala jaszczurce spaść na 4 nogi (Proceedings of the National Academy of Sciences). Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley uważają, że ich odkrycie przyda się fachowcom wyspecjalizowanym w dwóch dziedzinach: 1) wspinających się robotach i 2) szybujących maszynach bezzałogowych. Początkowo myśleliśmy, że zdolności wspinaczkowe gekona w całości zależą od stóp, teraz mamy świadomość, że to oczywista nieprawda, albowiem to ogon jest najważniejszy – tłumaczy autor artykułu, profesor Bob Full z Interdyscyplinarnego Centrum Bioinspiracji w Edukacji i Badaniach. Naukowcy mogli poprawić swój błąd po przeanalizowaniu odtworzonego w przyspieszeniu nagrania ekwilibrystycznych wyczynów jaszczurki. Zaskoczeni biolodzy zauważyli, że gdy podczas wspinaczki po śliskim podłożu gekon tracił równowagę, przyciskał do ściany ogon, który zapobiegał odpadnięciu, zanim łapy znowu odzyskiwały przyczepność. Full opowiada o zaaranżowanym przez zespół eksperymencie. Badacze przyglądali się, co zrobi gekon, gdy zleci ze spodniej strony liścia. Zaczynał, oczywiście, opadać grzbietem w dół. Potem jednak obracał się wokół ogona i dzięki temu przyjmował pozycję spadochroniarza. Ogon przydaje się ponownie tuż przed lądowaniem. Kiedy umieściliśmy gekona w pionowym tunelu aerodynamicznym, zauważyliśmy, że może spadać stabilnie i wykorzystywać ogon do skręcania: zagięcie w jedną to skręt w lewo, w drugą – skręt w prawo. Jeśli spadnie z korony drzew, takie precyzyjne kierowanie pozwala jaszczurce spocząć na gałęzi, zamiast gruchnąć o ziemię.
-
Odtwarzając właściwości stóp gekona, naukowcy amerykańscy opracowali wodoodporny, doskonale przylegający do tkanek bandaż. Przyda się on chirurgom oraz do opatrywania ran. Nad bandażem pracowało wielu badaczy, m.in. profesor Robert Langer z MIT i Jeff Karp z Harvard Medical School. Został on wykonany z tzw. biogumy. Do wyrzeźbienia powierzchni bandaża (mikrodolin i górek) wykorzystano technologię komputerową. Dzięki takiej strukturze materiał lepiej przylega do znajdujących się pod spodem powierzchni. Inne ekipy pracowały nad gekonopodobnymi klejami, które nadają się do stosowania w warunkach niskiej wilgotności. W odróżnieniu od nich, bandaż z biogumy może być wykorzystywany przy dużej wilgoci, np. w sercu, pęcherzu moczowym albo płucach. Jest biodegradowalny, dlatego można go bez obaw pozostawić w organizmie pacjenta (Proceedings of the National Academy of Sciences). Jest duże zapotrzebowanie na materiały medyczne wzorowane na taśmie klejącej – twierdzi Karp. Muszą one jednak spełniać kilka warunków. Po pierwsze, powinny zachowywać lepkość w wilgotnym otoczeniu. Po drugie, nie mogą wywoływać stanów zapalnych ani być toksyczne. Aby bandaż przylepiał się do "mokrych" tkanek, uczeni dodali warstwę kleju na bazie cukru. Podczas eksperymentów na próbkach jelit świń bandaż z klejem przylegał dwukrotnie silniej niż materiał bez wytłoczeń. Langer wymienia kilka pól zastosowań swojego wynalazku. Z pewnością przyda się on, by zapobiec "przeciekaniu" po wykonaniu pomostów omijających w przewodzie pokarmowym. Może także wspomagać lub zastępować szwy. Jest to również dobry sposób dostarczania leków i komórek w określone miejsce.
-
- Robert Langer
- wilgoć
- (and 6 more)
-
Philip Messersmith i jego zespół z Northwestern University w Illinois postanowili połączyć techniki, dzięki którym gekony i małże jadalne potrafią przyczepiać się do różnych podłoży. Stworzyli w ten sposób niezwykłą substancję klejącą. Gekony zadziwiają ludzi zdolnościami poruszania się nawet głową w dół. Potrafią chodzić po suficie, dzięki specyficznej budowie swoich stóp. Posiadają one bowiem setki włosków, z których każdy zbudowany jest z setek mikroskopijnej wielkości włókien. Pomiędzy stopą gekona a powierzchnią, po której się porusza, tworzą się tzw. oddziaływania van der Waalsa. Pojedyncze oddziaływanie jest słabe, jednak tysiące z nich są już na tyle mocne, że pozwalają na skuteczne przytwierdzenie zwierzęcia do ściany. Naukowcy od dawna próbowali wykorzystać to, co gekonowi dała natura. Tworzyli syntetyczne substancje klejące, które naśladowały budowę stóp zwierzęcia. Istniał jednak poważny problem. Substancje musiały być suche, gdyż woda poważnie osłabia oddziaływania van der Waalsa. Uczeni z Illinois postanowili „zwrócić się o pomoc” do innego zwierzęcia, które świetnie przytwierdza się do pionowych powierzchni – żyjącego w wodnym środowisku małża jadalnego. Messersmith wpadł na pomysł, by połączyć syntetyczny „gekoni” klej z technikami wykorzystywanymi przez małża. Najpierw zbadali białka, które wchodzą w skład substancji pozwalających małżowi na przyczepienie się do skały. Następnie z miękkiego polimeru zbudowali materiał, który przypominał stopę gekona i pokryli go różnymi roztworami, w których znajdowały się polimery naśladujące budowę białek małża. Zwierzę korzysta z całego szeregu protein, które tworzą w obecności wody sile wiązania zarówno z powierzchniami organicznymi jak i nieorganicznymi. Uczeni wykorzystali jedną z nich, zwaną DOPA. Swoją nową hybrydową substancje klejącą uczeni nazwali „geckelem”. Teraz chcą przejść ze skali mikro do skali makro. Messersmith mówi, że za pomocą techniki, którą wykorzystywali do tej pory, uda im się stworzyć klejący materiał o powierzchni 1 centymetra kwadratowego. Stworzenie większych kawałków będzie jednak wymagało opracowania nowych technik. Naukowiec uważa jednak, że gra jest warta świeczki. Amerykański uczony mówi, że klej przyda się np. w chirurgii. Tkanki w naszym ciele są wilgotne, nowy klej będzie więc idealny. W przyszłości pomoże on w skonstruowaniu pojazdów, które będą chodziły po strukturach znajdujących się pod wodą.
- 1 reply
-
- Philip Messersmith
- DOPA
- (and 4 more)