جستجو بر اساس تاريخ مطلب
 مطالب پیشنهادی
 روياي مرد عنكبوتي
روياي مرد عنكبوتيمشاهده‌ي علمي
از زمانی که ارسطو در قرن چهارم قبل از میلاد به حرکت مارمولک در وضعیت های مختلف اشاره کرد تا کنون بشر بدنبال آن است که چگونگی حرکت مارمولک برخلاف جاذبه زمین را دریابد. اگر چه علاوه بر مارمولک ها جانوران دیگری مانند حشرات هم قابلیت راه رفتن بر سطوح مختلف را دارند، اما ویژگی اندازه ی جثه وحرکت سریع این جانور و مواردی از این دست کنجکاوی دانشمندان را درباره ی این موجودات بر انگیخته است...

Gecko از خانواده‌ی Gekkonidae ، یکی از 2000 گونه‌ي شناخته شده مارمولک‌ها در دنیاست که به دلیل توانایی در اتصال به سطوح صاف، حركت سريع و بالا رفتن از سطوح عمودی مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است.
اندازه‌ی این جانور از حدود 5 سانتي‌متر تا 30 سانتی‌متر گزارش شده است و زیستگاه آن مناطق گرم حاره است. در هر پنجه‌ی این جانور 5 انگشت وجود دارد که در تماس با دست سطحی صاف و خشک دارد و فاقد غدد ترشح کننده‌ي مواد چسبنده است.

چسبندگی (چسبندگی خشک dry adhesion) قابل توجه پنجه‌ها در حقیقت مدیون رشته‌های بسیار ریزی است که در سطح زیرین پنجه‌ها وجود دارد. این رشته‌ها (setae) خود متشکل از حدود دو هزار میلیون تار (spatula) در هرسانتی‌متر مربع است که هر یک تنها 100 نانومتر ضخامت دارد. این رشته‌ها میزان تماس جانور با سطح را افزایش می‌دهند. ساختار این تارها از ماده‌ی کراتینی آب‌گریزی تشکیل شده است که از طریق نیروهای ضعیف واندروالس (Van der Waals force) با سطح مورد نظر  انفعال داخلی انجام می‌دهد. این پیوندهای کم انرژی واندروالس از نوع لاندون یا پراکندگی است که توسط مولکول‌های دو‌قطبی زودگذر ایجاد می‌شود (مولکول‌ها به‌طور لحظه‌ای دارای بارهای مثبت و منفی می‌شوند و تشکیل دو قطبی‌های موقت می‌دهند.) و هر دو جسم همسایه را به طرف یکدیگر می‌کشند.


برای اطلاع بیشتر از این نیرو‌ها به دانشنامه‌ي رشد مراجعه کنید.
منبع ديگري نيز به زبان انگليسي هست كه مي‌توانيد استفاده كنيد


در بررسی‌های انجام شده محققان در‌یافتند که قدرت چسبندگی نیروهای واندروالس به طور کلی به فرم راس این رشته‌ها بستگی دارد نه به ماهیت شیمیایی سطحی که مارمولک بر روی آن راه می‌رود.
درسال 2006 ، مارك كاتكسكي (Mark Cutkosky) از دانشگاه استنفورد (Stanford University) تلاش خود برای حل این معما را با ساخت روباتی آغاز کرد. او روبات خود را -که از مارمولک الهام گرفته شده است- stickybot (روبات چسبنده) نام‌گذاری کرده است.
برای ساختن پنجه‌ها در این روبات ، كاتكسكي و دانشجوی دکتراي او سانگباي كيم (Sangbae Kim) از ماده ی "urethane"، رشته‌های نازکی با راس حدود 30 میکرومتر ساختند. اگرچه این رشته‌ها به انعطاف و چسبندگی رشته‌های موجود در انگشتان مارمولک نیست اما روبات 500 گرمی را در روی سطح عمودی نگه می‌دارد.
چسبندگی تنها یکی از چیز‌هایی بود که كاتكسكي در مارمولک پیدا کرد. برای حرکت سریع و گریز مارمولک در سطوح عمودی -به طوری که 1 متر در دقیقه را بپیماید- پاها باید بدون تقلا و به سادگی، بی‌درنگ از قید چسبندگی آزاد شود. برای اینکه بفهمند چگونه مارمولک این کار را انجام می‌دهد، كاتكسكي از دو متخصص زیست‌شناس به نام های باب فول (Bob Full) و كلر آتمن (Kellar Autumn) کمک گرفت. بعد از بررسی‌های آناتومیکی، تست‌های نیرو و آنالیز دویدن مارمولک بر روی تردمیل به‌صورت عمودی ، فول و آتمن به این نتیجه رسیدند که چسبندگی مارمولک وابسته به جهت است. پنجه‌ها زمانی که بدن به پایین کشیده می‌شود می‌چسبند و زمانی که جهت کشیدگی عوض می‌شود (از قید چسبندگی) رها می‌شوند.

براي دانلود فيلم مي‌توانيد روي اينجا راست كليك كرده و روي «Save Target As» كليك كنيد. (13/1 مگابايت)




با توجه به این اصل، كاتكسكي روبات خود را به پنجه‌های 7 قسمتی مجهز کرد که همانند پنجه‌های مارمولک می‌چسبند و رها می‌شوند و با وضعیت قدم‌هایی شبیه مارمولک (قدم‌های بلند و گشاد) -که به راحتی آن را روی دیوار قرار می‌دهد- روبات خود را برای مراحل بعدی آزمایش آماده کرد. به وسیله‌ی ترکیبی از اجزای فلزی، پلیمر و پارچه، قسمت‌های سخت تا انعطاف‌پذیر روبات طراحی شد تا به حرکت روان‌تر آن کمک کند. كاتكسكي در مقاله‌ای درباره‌ي آناتومی مارمولک به این نکته برخورد کرد که این جانور از طریق تاندون‌ها وزن بدن را به طور مساوی بر روی تمام سطح پاها تقسیم مي‌کند. برای این منظور او از قطعه‌ای پارچه پلی‌استر استفاده کرد. در حال حاضر Stickybot روی سطح‌هاي عمودی شیشه، پلاستیک و سرامیک حرکت می‌کند اما با سرعت 4 سانتی‌متر در دقیقه یعنی کسری از سرعت مارمولک در طبیعت. به علاوه بخش چسبنده در پنجه‌ی stickybot همانند مارمولک قابلیت پاک شدن ندارد و به راحتی گرد و غبار به آن می‌چسبد.

براي دانلود فيلم مي‌توانيد روي اينجا راست كليك كرده و روي «Save Target As» كليك كنيد. (78/2 مگابايت)






سازمانی که هزینه‌های این پروژه را تامین می‌کند؛ موسسه تحقیقاتی وزارت دفاع ایالات متحده (DARPA)، این روبات را برای دیده‌بانی و تجسس در نظر گرفته است اما این روبات هنوز در مراحل اولیه طراحی است و کاربردهای زیادی را در آینده نزدیک برای آن در نظر دارند. پروژه‌ی دیگری که این سازمان در نظر دارد، پروژه‌ی Z-man، این امکان را به سربازان خواهد داد تا بدون استفاده از طناب یا نردبان از سطوح عمودی صاف بالا روند.
هم اکنون دانشمندان درصددند با استفاده از نانوتیوب‌های کربن ساختارهای رشته‌‌ای مشابه با setea در مارمولک، اما با قدرت چسبندگی چندین برابر آن را شبیه‌سازی کنند که بتواند وزن انسان را تحمل کند.





پس به اونهایی که به فیلم‌های مرد عنكبوتي (Spiderman) علاقه دارند مژده می‌دیم که به زودی می‌تونند مثل مرد عنکبوتی از برج میلاد بالا برن!!!

منابع:
1.  
Evidence for van der Waals adhesion in gecko setae.pdf



1387/12/19Copyright ©2010 مدیر المپیادلينک مستقيم

فرستنده :
حامد HyperLink HyperLink 1391/3/10
مـتـن : باید بازم بسازن منظورم مرد عنکبوتیه4 خیلی جالبه.

فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1391/3/10
مـتـن : اگه به 4تا دانشجوي ايراني فقط امكاناتشو بدن خيلي بهتر از اينا رو ميسازن

فرستنده :
پژمان دانیال زاده HyperLink HyperLink 1391/3/10
مـتـن : خیلی جالب بود ممنون میشم اگه از تاثیرات شخصیت کارتون مرد عنکبوتی بر ری ذهن و روان و فتار کودکان بنویسید

فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1389/8/11
مـتـن : اگر در ايران باشد؟

فرستنده :
مهدي كاظمي HyperLink HyperLink 1389/6/14
مـتـن : من براي اولين بار سايت شما را ديدم و از اطلاعات بسيار خوب آن لذت بردم انشاء... در آينده بيشتر و بهتر از اين دستاوردهاي شما استفاده خواهم كرد و براي شما كه زحمت اين سايت را كشيده ايد آرزوي موفقيت مي نمايم. به اميد اطلاعات بهتر و زيباتر از جانب شما.
مهدي كاظمي 13 ساله
پاسـخ :مهدی جان شنیدن اینکه این مطالب برات آموزنده و جالب بوده ما رو بیشتر از پیش دلگرم می کنه و بهمون انرژی می ده تا مطالب بهتری بنویسیم.ازت ممنونم که نظرتو برام نوشتی.موفق باشی.

فرستنده :
سعيد HyperLink HyperLink 1388/8/23
مـتـن : خيلي عالی بود

فرستنده :
آوا دانایی HyperLink HyperLink 1388/6/8
مـتـن : خوب بود ولی به نظر من کمی بیشتر توش اطلاعات بریزید چون برادر کو- چکم دایم دارد سوال بیچم میکند و او که 4 ساله است همه ی اینها را میداند ومی خواهد بیشتر بداند!
پاسـخ :خیلی ممنون آوا جان از دقت نظر و توجهی که به مشاهده علمی داری. البته ما سعی می کنیم مطالبی که در این بخش قرار میدیم برای افرادی که اونو می خونند زیاد سخت نباشه و بیشتر جنبه ی اطلاعات عمومی داشته باشه تا مطالب احتمالا جدیدی که مطرح می شه موجب بشه که هر کسی علاقه داره در این زمینه به دنبال مطالعه بیشتر بره. اما بازم چشم. ایشالا در مشاهده های علمی بعدی جبران می کنم. :)

فرستنده :
hengameh HyperLink HyperLink 1388/4/7
مـتـن : خيلي عالي بود دستتون درد نكنه
خسته نباشيد
پاسـخ : از توجه ات ممنونم هنگامه جان.موفق باشی.

فرستنده :
نادي HyperLink HyperLink 1388/2/8
مـتـن : خوب بود
با تشكر از زحماتتان
خسته نباشيد.
پاسـخ :

فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1388/1/22
مـتـن : عالی بود واقعاٌ مرسی
پاسـخ : از توجهتون ممنونم.

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 محتواي زنده مشاهده علمي

 فعاليت هاي علمي
 تماس با ما
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  6163
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  6163