Подушечки лап гекконов вдохновили на создание не скользящей на льду обуви

Лапки гекконов обладают гидрофильным (влаголюбивым) покрытием, которое позволяет этим небольшим ящерицам легко передвигаться по влажным и скользким поверхностям. Исследователи обнаружили, что использование силиконовой резины с добавлением наночастиц циркония позволяет создать полимер, устойчивый к скольжению, похожий на лапы гекконов. Они утверждают, что этот материал, который прилипает ко льду, в подошвах обуви поможет снизить травматизма у людей. Исследование опубликовано в ACS Applied Materials & Interfaces, о нем рассказывает Американское химическое общество. 

По данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно падения становятся причиной более 38 миллионов травм и 684 тысяч смертей. Почти половина этих инцидентов происходит на льду.

Клейкость лап гекконов обусловлена гидрофильным капиллярным усилением адгезии: сила, с которой вода втягивается в узкие бороздки на лапках, создает присасывающее действие, помогающее геккону передвигаться по скользким поверхностям.

Авторы новой разработки начали работу с полимером на основе силиконовой резины и добавили наночастицы циркония, чтобы материал лучше притягивал молекулы воды. Затем они сделали из композитного материала тонкую пленку, закалили его при помощи нагрева и лазерной гравировки.

При контакте с водой на поверхности льда пленка прилипала к скользкой поверхности благодаря тому, что полимер имитировал капиллярную активность лап гекконов. Ученые протестировали пять вариаций материала с разным содержанием циркония: 1%, 3%, 5%, 7% и 9% по массе. Используя инфракрасную спектроскопию и моделирование трения, установили, что наибольшей устойчивости к скольжению обладают композиты, содержащие 3% и 5%.

Кроме применения в обуви,эта технология может быть использована в медицинских инновациях, например, в электронной и искусственной коже, где полимерам приходится взаимодействовать с тонким слоем жидкости между двумя разными поверхностями.