Tokek benar-benar menginspirasi. Tidak hanya reptil ini imut, berwarna-warni, dan mahir dalam menjual asuransi mobil — tetapi kekakuan supernya telah membingungkan manusia selama ribuan tahun. Berkat kaki rekat dan manipulasi ikatan molekul yang tajam, tokek dapat memanjat dinding vertikal dengan mudah, dan bahkan dapat menggantung terbalik dari permukaan. Sekarang, anggota badan lengket mereka telah mengilhami perangkat baru yang dapat membantu (Manusia? Robot? Ingin kata benda di sini) mengambil dan menjatuhkan barang dengan saklar lampu.
Konten terkait
- Sekarang Seseorang Dapat Merebut Dinding Seperti Tokek
- Tokek Dapat Mengontrol Gerakan Rambut Kaki Mereka
- Mengapa Tokek Tidak Tergelincir dari Daun Hutan Basah atau Langit-langit Hotel
Kekuatan luar biasa dari kaki tokek telah membingungkan para ilmuwan sampai sekitar 15 tahun yang lalu. Saat itulah para peneliti mengetahui bahwa hewan-hewan ini mengeksploitasi kekuatan Van der Waals yang relatif lemah untuk melekat pada permukaan dan memindahkan diri dengan mudah. Tidak seperti gaya magnet yang lebih kuat, gaya Van der Waals dihasilkan dari ketidakseimbangan muatan antara molekul yang berbeda, yang menciptakan gaya tarik yang longgar. Dengan menggunakan jutaan rambut sangat kecil di kaki mereka — masing-masing dapat berorientasi ke arah tertentu dan tertarik oleh gaya Van der Waals — tokek dapat menciptakan kekuatan rekat yang kuat tetapi juga reversibel.
Lima tahun yang lalu, ahli zoologi Universitas Kiel Stanislav Gorb menggunakan wawasan tentang rambut tokek untuk membuat pita silikon yang begitu kuat sehingga sepotong 64-inci-persegi dapat dengan mudah menahan orang dewasa berukuran penuh yang menggantung dari langit-langit. Tidak seperti selotip normal, itu juga bisa terlepas dan disambungkan berulang kali tanpa kehilangan kekakuannya. Pada akhir 2015, karya Gorb membantu mendorong komersialisasi "pita tokek." Meskipun produk ini telah menemukan penggunaan terbatas sejauh ini, dapat ditemukan dalam merek celana berkuda Kanada untuk membantu pengendara tetap di pelana mereka, dan telah menemukan investor yang antusias di pendiri PayPal Peter Thiel.
Tetapi mencari tahu apa yang membuat kaki tokek begitu lengket hanya memecahkan setengah dari masalah.
"Hewan tidak hanya menempel, tetapi mereka juga [melepaskan] dengan menggunakan struktur perekat ini, " kata Emre Kizilkan, Ph.D. siswa belajar teknik bahan di Kiel University. Yang perlu dilakukan tokek adalah memiringkan kaki mereka atau bahkan hanya rambut itu sendiri yang berbeda dan kaki akan terangkat, misalnya. Bekerja di bawah Gorb, Kizilkan ingin mengganti gerakan otot yang digunakan oleh tokek untuk mengendalikan kekakuan mereka dengan semacam "saklar" yang bisa dieksploitasi dengan mudah oleh manusia. Solusinya: Cahaya.
Bagaimanapun, cahaya adalah sumber energi bersih dan bebas yang dapat dengan mudah dikendalikan dari jarak jauh. Ini membuatnya “sangat cocok untuk manipulasi mikro yang tepat, ” kata Kizilkan.
Menggunakan pita tokek yang sudah tersedia secara komersial, Kizilkan menempelkan pita itu ke film elastomer kristal cair — suatu zat yang terbuat dari rantai polimer yang memanjang saat terpapar sinar ultraviolet. Perpanjangan itu menarik rambut pita tokek buatan ke posisi di mana mereka kehilangan ketertarikan. Rekaman itu kemudian terlepas dari apa pun yang menempel, menurut sebuah artikel yang diterbitkan minggu lalu di jurnal Science Robotics .
Ketika terkena sinar UV, struktur molekul yang digunakan dalam perangkat peneliti membentuk kembali dirinya sendiri, menekuk pita tokek dari item yang dilampirkan. (Emre Kizilkan dan Jan Strueben / Sains Robotika) Dalam video yang dibuat oleh para peneliti, "alat transportasi berstruktur mikro yang diinspirasikan oleh bioinspired" (BIPMTD) mereka mampu mengambil pelat kaca dan bahkan menguji tabung dan menjatuhkannya dengan mudah setelah sinar UV bersinar di atasnya.
"Materi ini dapat melakukan dua hal bersama, " kata Kizilkan: keduanya menempel dan melepaskan. Dia membayangkan pita tokek yang diaktifkan ringan menjadi keuntungan bagi pekerjaan laboratorium yang rumit, manufaktur industri dan bahkan mungkin bagi robot untuk mengangkut bahan. Sebagai satu contoh saja, ini dapat digunakan untuk membawa bahan kimia beracun dalam tabung reaksi dan menjatuhkannya dengan aman di area lain tanpa melibatkan tangan manusia. Atau, itu bisa memungkinkan seseorang untuk mengukur dinding dengan hanya pita tokek dan lampu. Robot penyelamat suatu hari bisa menggunakan teknologi untuk memanjat gedung yang rusak dan menyelamatkan orang.
Kolaborator Anne Staubitz, seorang ahli biokimia di Universitas Bremen, berharap untuk bekerja di masa depan dalam memodifikasi BIPMTD untuk menggunakan panjang gelombang cahaya yang lebih lama, tidak terlalu merusak, dan mudah-mudahan maju dalam mengembangkan produk dalam beberapa tahun mendatang.
Peneliti teknik Universitas Stanford Mark Cutkosky, yang tidak terlibat dalam penelitian ini, ingat melihat adhesi yang terinspirasi tokek yang dikendalikan oleh gaya magnet, elektrostatik, dan lainnya, tetapi ini adalah penggunaan cahaya pertama yang dilihatnya. Sementara dia suka melihat perkembangan baru dan potensi yang dibawanya, Cutkosky mengatakan dia ingin melihat lebih banyak tes daya tahan BIPMTD dan seberapa baik itu dapat meningkatkan kekuatan dan bobot besar yang akan digunakan dalam robotika dan manufaktur.
Aaron Parness, seorang peneliti robotika NASA Jet Propulsion Laboratory, telah membantu merancang teknologi cengkeraman yang diilhami tokek yang dapat digunakan para astronot untuk memasang sensor dan berjalan melintasi pesawat ruang angkasa tanpa sabuk pengaman besar. Parness setuju dengan Cutkosky tentang tantangan yang perlu diatasi BIPMTD.
"Sepuluh tahun yang lalu, kita semua berpikir bahwa membuat bahan yang terinspirasi tokek adalah tantangan terbesar — dan itu adalah tantangan yang sangat besar - tetapi dalam beberapa tahun terakhir telah menjadi jelas bahwa mekanisme yang kita gunakan untuk mengambil keuntungan dari tokek yang diilhami itu. sifat material juga merupakan tantangan yang sangat besar, "kata Parness, yang tidak terlibat dalam penelitian ini. "Ini sistem lain yang dengannya kita dapat menyadari potensi besar perekat yang terinspirasi tokek."
