CSUN assistant professor of mechanical engineering Jamie Booth has received a $300,000 grant from the National Science Foundation to further understanding of the performance of synthetic adhesives which harness mechanisms used by the gecko. Photo by Renata Tyburczy, iStock.

CSUN-Professor erhält NSF-Stipendium, um von Geckos inspirierte Klebstoffe zu untersuchen

CSUN-Professor für Maschinenbau Jamie Sales space hat von der Nationwide Science Basis ein Stipendium in Höhe von 300.000 US-Greenback erhalten, um die Leistung synthetischer Klebstoffe besser zu verstehen, die die vom Gecko verwendeten Mechanismen nutzen. Foto von Renata Tiburzi, iStock.


Mehrere kleine Kinder verbrachten faule, sonnige Nachmittage damit, ehrfürchtig zuzusehen, wie der Gecko durch die Landschaft wanderte. Selbstklebende Fußstützen halten die Eidechse aufrecht und in Bewegung, unabhängig von der Oberfläche – Kieselsteine, Äste, Gipswände oder sogar ein Glasfenster.

Diese Fähigkeit, auf jeder Oberfläche zu haften und sich von ihr zu lösen, hat die California State College, Assistant Professor in Northridge, fasziniert Maschinenbau Jimmy Sales space seit Jahren. Sales space erhielt von der Nationwide Science Basis ein Stipendium in Höhe von 300.000 US-Greenback, um das Verständnis der Leistung synthetischer Klebstoffe zu verbessern, die die vom Gecko verwendeten Mechanismen nutzen. Was er und seine Schüler lernen, könnte eine Reihe von Bereichen revolutionieren, von der Fertigung bis zur Medizin.

Visualisierung von Kontakten mit einem bioinspirierten Klebstoff während der Prüfung im CSUN Multiscale Mechanical Characterization Laboratory

Visualisierung von Kontakten mit einem bioinspirierten Klebstoff während der Prüfung im CSUN Multiscale Mechanical Characterization Laboratory. Bild mit freundlicher Genehmigung von Jimmy Sales space

„Geckos haben eine erstaunliche Fähigkeit, ihr eigenes Gewicht zu tragen, während sie an Wänden und Decken klettern“, sagte Sales space. „Wenn Sie einen Gecko sehen, der eine Wand hochklettert, hält er nicht an und hebt seinen Fuß von der Wand und setzt ihn dann vorsichtig wieder ab. Er kann zwischen starker Bindung und leichter Loslösung wechseln, um sich schnell zu bewegen, und er kann Zehner kleben und lösen tausendmal.

„Die Artwork und Weise, wie der Gecko dies erreicht, liegt an der komplexen Struktur haarähnlicher Fasern am Vorderfuß, die im mikroskopischen Maßstab beginnen und sich in nanoskalige Strukturen verzweigen, die mit der Zieloberfläche in Kontakt kommen“, sagte Sales space. “Diese Strukturen ermöglichen es den Zehen des Geckos, wirklich nah heranzukommen, tremendous nah, all die Rauheit zu umgehen, die die Oberfläche von etwas ausmacht, sei es Stein oder sogar Glas, und sich festzusetzen.”

Diese haarähnlichen Strukturen haften an etwas, das „Van-der-Waals-Kräfte“ genannt wird, sagte Sales space. Diese Wechselwirkung aller Atome und Moleküle ist nach dem niederländischen Physiker Johannes Diederik van der Waals benannt, hauptsächlich aufgrund der Ladungsschwingung durch Elektronen, die um die Elektronen kreisen, aber sie kann nur wahrgenommen werden, wenn ein inniger Kontakt erreicht wird.

„Forscher aus der ganzen Welt stellen seit mehr als einem Jahrzehnt gecko-mimetische Oberflächen her, aber es gibt noch vieles, was wir über sie nicht verstehen – insbesondere, wie sich die Oberflächenrauheit auf ihre Leistung auswirkt und wie Designs für raue Oberflächen entwickelt werden.“ er sagte, das Potenzial dafür, von Kletterrobotern und industrieller Automatisierung über biomedizinische Geräte und Hautkleber bis hin zu Dingen wie tragbaren Technologien. Die Anwendungen können endlos sein.“

Forscher in der CSUN-Laborgruppe für bioinspirierte Mechanik.  Untere Reihe von links nach rechts: Assistenzprofessoren für Maschinenbau Jimmy Booth, Jimmy Hill, Adam Brown, Brandon Garcia de Alba, Melissa Chao und Rossio Zavala.  Obere Reihe von links nach rechts: Teodorico Nicolau, Joseph Enriquez Barton, Anton Hegedes, Manuel Jimenez und Kobe Jones.  Foto mit freundlicher Genehmigung von Jimmy Booth.

Forscher in der CSUN-Laborgruppe für bioinspirierte Mechanik. Untere Reihe von hyperlinks nach rechts: Assistenzprofessoren für Maschinenbau Jimmy Sales space, Jimmy Hill, Adam Brown, Brandon Garcia de Alba, Melissa Chao und Rossio Zavala. Obere Reihe von hyperlinks nach rechts: Teodorico Nicolau, Joseph Enriquez Barton, Anton Hegedes, Manuel Jimenez und Kobe Jones. Foto mit freundlicher Genehmigung von Jimmy Sales space.

Unterstützt durch das Stipendium wird Sales space mit Doktoranden und Studenten sowohl in seinem Labor als auch in seinen Klassenzimmern zusammenarbeiten, um die Auswirkungen der Oberflächenrauheit zu verstehen. “Wenn all diese winzigen Fasern mit der Oberfläche in Kontakt kommen, erfolgt die Trennung aufgrund winziger Defekte – winziger Risse, wenn Sie so wollen – verursacht durch Oberflächenrauhigkeiten zwischen dem Klebstoff und der Oberfläche. Diese wachsen, wenn sich die Fasern trennen, genau wie Risse Versagen in einer technischen Struktur verursachen würde.“

Es sind diese „Risse“, die Sales space und seine Schüler untersuchen werden.

„Ich bin auf Bruchmechanik spezialisiert“, sagte Sales space. “Ich bin fasziniert von der Untersuchung von Rissen in technischen Materialien. Es gibt viele interessante Techniken, die in der Natur verwendet werden, um zu verhindern, dass Risse durch Strukturen wachsen. Die Leute denken wahrscheinlich nicht an Geckos, die Risse daran hindern, Brüche zu verursachen, wenn sie sehen, wie sie Wände hochklettern , und das ist ein Teil dessen, was sie zu einem Anwendungsspaß für den Maschinenbau macht.“

Hochschule für Technik und InformatikUnd die Fachbereich MaschinenbauUnd die HervorgehobenUnd die weiße EidechseUnd die Jimmy BoothUnd die Nationale WissenschaftsstiftungUnd die Synthetische Klebstoffe

#CSUNProfessor #erhält #NSFStipendium #von #Geckos #inspirierte #Klebstoffe #untersuchen

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *