Ученые показали, что лапки насекомых сохраняют под водой адгезию к гладким поверхностям из-за того, что места их контактов защищаются пузырьками воздуха. Работа опубликована в журналеProceedings of the Royal Society B, а ее краткое содержание приводит Nature News.
Способность насекомых ползать по гладким поверхностям объясняется тем, что на их лапках обычно присутствуют волоски (setae), сцепляющиеся с субстратом за счет капиллярных контактов. Волоски покрыты водоотталкивающим маслом, которое связывает их с поверхностью подобно тому, как вода заставляет прилипать к столу мокрый лист бумаги.
Исследователи заметили, что жуки-листоеды Gastrophysa viridula способны передвигаться по стеклу даже под водой, хотя в этих условиях капиллярные контакты должны разрушаться. Тем не менее, этого не происходило — в лабораторном аквариуме жуки оказались способны прилипать к стеклу практически так же прочно, как и на суше.
Оказалось, что насекомым удается сохраняет прочную связь со стеклом из-за того, что под водой на их лапках всегда присутствуют пузырьки воздуха. Поскольку они защищают место контакта от проникновения воды, то взаимодействие между волосками и субстратом происходит точно так же, как и на суше.
Обнаружив этот механизм, ученые создали искусственные липучки, способные прилипать к стеклу под водой без использования клея. Они были сделаны из модифицированного силикона и покрыты большим количеством «волосков», которые удерживали на себе воздух и одновременно делали их липкими.
Использование насекомыми волосков для сцепления с поверхностью напоминает подобную стратегию гекконов. У этих животных, однако, механизм сцепления иной — они используют не капиллярные силы, а силы притяжения Ван-дер-Ваальса и обходятся без масла.
Недавно группа биофизиков обнаружила, что такой механизм плохо работает в воде — гекконы, которых выдерживали в ванночках в течении нескольких часов, оказываются неспособны лазать по стеклу. Интересно, что ранее другая группа ученых показала, что высокая влажность, напротив, способствует хорошему сцеплению волосков с поверхностью.