Американские военные разрабатывают инновационные перчатки, которые позволят солдатам взбираться на любые вертикальные поверхности. На создание столь необычной детали экипировки инженеров вдохновили лапы геккона. Специальная ткань, которой покрываются перчатки, так и называется – GeckSkin. Она представляет собой материал, пропитанный клейким эластомером, и повторяющий микроструктуру кожи животного.

Материал был создан исследователями лаборатории Дрейпера в Кембридже (Draper Laboratory) для Агентства передовых оборонных исследовательских проектов DARPA в рамках программы Z-Man.

Рис. 1. В ходе тестов оператор при помощи пары липких перчаток забрался на стеклянную стену высотой 7,6 метра. Страховочная экипировка ему не понадобилась (фото DARPA).

«Геккон − настоящий чемпион среди альпинистов животного мира. Так что нет ничего удивительного, что специалисты DARPA изучали именно эту ящерицу в поисках вдохновения, чтобы преодолеть некоторые проблемы, с которыми сталкиваются военные в условиях современного города, – рассказывает доктор Мэтт Гудман (Matt Goodman), руководитель программы Z-Man. – Природа сама создала способ преодолеть вертикальные поверхности. Так что нам было необходимо просто разобраться в физике и биологии процесса, а затем скопировать механизм в искусственной системе, пригодной для использования человеком».

Геккон поднимается даже по вертикальному стеклу. При этом работают слабые Ван-дер-Ваальсовы силы, которые действуют между лапами ящерицы и контактной поверхностью. Лапы геккона покрыты множеством микроскопических ворсинок, сцепляющихся с опорной поверхностью.

Ворсинки организованы в крошечную иерархическую структуру, состоящую из стеблевидных щетинок, каждая из которых имеет длину 100 микрометров и радиус 2 мкм. Для сравнения: диаметр красной клетки крови человека составляет 7 мкм, а толщина человеческого волоса от 80 до 110 мкм. От каждой щетинки в коже геккона отходят сотни отростков. Толщина их не более 200 нанометров.

В итоге конечности геккона могут выдерживать давление 10–20 тысяч паскалей, то есть животное способно удерживать свой вес даже на одном пальце, соприкасающемся с поверхностью.

Рис. 2. Гекконы могут подниматься по любым вертикальным поверхностям, даже таким гладким, как стекло. Изучив строение их лап, инженеры предложили решение для чудо-перчаток (иллюстрация DARPA).

Как выяснили исследователи, ящерица массой в 50 граммов способна удерживать на своих конечностях вес до 2 килограммов.

Именно это и вдохновило учёных на изготовление клея, похожего по составу на естественную жидкость, выделяемую гекконами.

Синтетический клей помогает удерживаться на поверхностях различной степени шероховатости, в том числе и на стекле. Недавно разработчики продемонстрировали последнюю модель GeckSkin.

Сотрудник, вес которого составляет около 100 килограммов, штурмовал семиметровую вертикальную стену с дополнительным утяжелением в 22 килограмма. Утяжеление имитировало достаточно тяжёлую экипировку среднестатистического военного.

Пока разработка не готова к использованию на поле боя и всё ещё проходит тестовые испытания.

Возможно, дальнейшие разработки в этой области приведут к тому, что военные откажутся от традиционных лестниц и верёвок: новая технология обеспечит максимальную безопасность, манёвренность и возможность быстрого реагирования для бойцов, работающих в городских условиях.