Per risolvere problemi pratici, a volte tutto ciò che dobbiamo fare è studiare la natura. Un esempio spesso citato è quello del geco, un piccolo animale noto per la fenomenale forza adesiva dei suoi piedi, che gli consente di camminare su pareti e persino soffitti. Il fenomeno ha portato al nastro del geco, un nastro fai-da-te fortemente adesivo. Il suo nome suggerisce che il nastro e il geco si attaccano in modo simile, ma la fisica sottostante è davvero la stessa?

Per il geco la sua viscosità, o adesione, è causato da piccoli pilastri ai suoi piedi. Le forze elettriche tra le molecole in quei piedi e la superficie su cui cammina il geco, le cosiddette forze di Van der Waals, consentono al geco di aderire a quasi tutte le superfici. Negli ultimi vent'anni, sono state condotte molte ricerche per creare versioni sintetiche di questo sistema, e apparentemente con successo:ora è possibile acquistare nastro di geco, un nastro biadesivo il cui nome suggerisce che utilizza gli stessi principi dei piedi di geco.

Nastro Gecko:uno sguardo più da vicino

Ma è davvero così? Ricercatori UVA Hans Terwisscha-Dekker, Marion Grzelka, Simon Lépinay e Daniel Bonn hanno deciso di indagare su come funziona davvero il nastro geco simile a un geco. Iniziare con, hanno studiato la superficie del nastro usando un microscopio, e infatti vide piccoli pilastri, simili a quelli dei piedi del geco. Prossimo, hanno misurato l'energia di adesione tra il nastro di geco e il vetro.

È diventato chiaro che il nastro geco è davvero più appiccicoso del normale nastro biadesivo sul vetro. Ma la fisica del nastro del geco è anche la stessa di quella dei piedi del geco? Dopo che i ricercatori hanno rimosso i pilastri della superficie del nastro del geco, c'è stata una sorpresa:il nastro mostrava ancora la stessa quantità di adesione. Sembrava che stesse accadendo qualcosa che aveva poco a che fare con il geco.

Per scoprire cosa stava succedendo, i ricercatori hanno studiato la superficie di contatto tra il nastro e il vetro durante l'esperimento, ovvero la quantità di superficie microscopica in cui i due materiali si toccano veramente. È venuto fuori che, con e senza i pilastri, c'era una superficie di contatto molto più grande tra il nastro adesivo del geco e il vetro rispetto al normale nastro biadesivo. Per unità di area di vero contatto, ' entrambi i tipi di nastro erano più o meno ugualmente appiccicosi.

Nastro più morbido

La conclusione:i pilastri sul nastro del geco non giocano un ruolo nella sua forza adesiva. Questo è in netto contrasto con il geco stesso, che fa un uso essenziale della struttura superficiale dei pilastri. Nonostante le sue somiglianze con il vero geco, Il nastro geco funziona quindi come un normale nastro adesivo:l'adesione è causata dalla colla, non dalle forze di Van der Waals.

Allora perché il nastro geco funziona molto meglio? Si scopre che è la morbidezza del nastro che rende la sua superficie di contatto maggiore di quella del nastro normale, rendendolo più appiccicoso. Ciò a sua volta corrisponde a ciò che fa il geco:usando la struttura del pilastro, l'animale massimizza anche la superficie di contatto, anche se utilizza una fisica molto diversa per raggiungere questo obiettivo.