(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)
छिपकलियाँ अपने पैर के पंजों की अनूठी संरचना के कारण चिकनी, ऊर्ध्वाधर सतहों पर चढ़ सकती हैं। ये पंजे लाखों सूक्ष्म बालों से ढके होते हैं जिन्हें सेटे कहा जाता है, जो आगे सैकड़ों और भी छोटे स्पैटुला में विभाजित होते हैं। यह पदानुक्रमित संरचना सतह क्षेत्र को अधिकतम करती है, जिससे कमजोर अंतर-आणविक बंधनों के माध्यम से आसंजन संभव हो पाता है। वैन डेर वाल्स ये बल मिलकर एक मजबूत आसंजक बल उत्पन्न करते हैं।
The gecko’s ability to scale vertical walls and even walk upside down on ceilings has fascinated scientists for centuries. For a long time, the mechanism was a mystery, with theories ranging from suction cups to a sticky chemical secretion. The true principle, however, is a masterpiece of nanoscale engineering, elucidated by the research of Kellar Autumn, Robert J. Full, and their colleagues around the year 2000. They conclusively demonstrated that the gecko’s remarkable adhesion is a physical phenomenon based on intermolecular वैन डेर वाल्स forces.
इसका रहस्य छिपकली के पैर की उंगलियों की जटिल पदानुक्रमित संरचना में छिपा है। प्रत्येक उंगली लाखों सूक्ष्म, बाल जैसी संरचनाओं से ढकी होती है जिन्हें सेटे कहते हैं। प्रत्येक सेटे आगे चलकर सैकड़ों और भी छोटी, नैनोस्केल की नोकों में विभाजित हो जाता है जिन्हें स्पैटुला कहते हैं। संपर्क बिंदुओं का यह विशाल प्रसार—प्रत्येक छिपकली में अरबों स्पैटुला—सतह के साथ निकट संपर्क में आने वाले सतह क्षेत्र को अधिकतम कर देता है। वैन डेर वाल्स बल व्यक्तिगत रूप से बहुत कमजोर होते हैं, जो परमाणुओं और अणुओं के आवेश वितरण में उतार-चढ़ाव से उत्पन्न होते हैं। हालांकि, जब इन अरबों स्पैटुला पर इनका योग किया जाता है, तो ये एक शक्तिशाली आसंजक बल उत्पन्न करते हैं, जो छिपकली के शरीर के वजन से कई गुना अधिक भार सहन करने में सक्षम होता है। "शुष्क आसंजन" की इस क्रियाविधि के लिए किसी तरल या रासायनिक अवशेष की आवश्यकता नहीं होती है और यह निर्वात में प्रभावी ढंग से काम करती है, जो चूषण या गोंद-आधारित सिद्धांतों के विरुद्ध एक महत्वपूर्ण प्रमाण था।
इसके अलावा, आसंजन नियंत्रणीय और दिशात्मक होता है। छिपकली अपने पैर की उंगलियों को दबाकर और उन्हें थोड़ा सा खिसकाकर आसंजक बल का उपयोग करती है। बल उत्पन्न करने के लिए सेटे का विशिष्ट कोण महत्वपूर्ण होता है। अपने पैर को अलग करने के लिए, छिपकली बस सेटे का कोण बदल देती है, और उन्हें सतह से न्यूनतम प्रयास से छील देती है, ठीक वैसे ही जैसे टेप के एक टुकड़े को एक किनारे से छीलकर हटाया जाता है। यह तेजी से जुड़ने और अलग होने की सुविधा देता है, जिससे छिपकली को तेज गति से चलने में मदद मिलती है। पैड भी आत्म-सफाईधूल के कण स्पैटुला की तुलना में चढ़ाई वाली सतह की ओर अधिक मजबूती से आकर्षित होते हैं, इसलिए प्रत्येक कदम के साथ पैड से गंदगी निकलती रहती है। इसी समझ ने 'गेको टेप' के विकास को प्रेरित किया है, जो समान गुणों वाला एक सिंथेटिक चिपकने वाला पदार्थ है और रोबोटिक्स, विनिर्माण और चिकित्सा में क्रांतिकारी अनुप्रयोगों का वादा करता है।
गेको आसंजन: चढ़ाई के लिए वैन डेर वाल्स बल
(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)
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