Om praktische problemen op te lossen, soms hoeven we alleen maar de natuur te bestuderen. Een vaak aangehaald voorbeeld is dat van de gekko, een klein dier dat bekend staat om de fenomenale kleefkracht in zijn poten, waardoor het op muren en zelfs plafonds kan lopen. Het fenomeen leidde tot gekkotape, een sterk hechtende doe-het-zelftape. De naam suggereert dat de tape en de gekko op dezelfde manier blijven plakken, maar is de onderliggende fysica inderdaad hetzelfde?

Voor de gekko zijn plakkerigheid, of hechting, wordt veroorzaakt door kleine pilaren in zijn voeten. Door de elektrische krachten tussen de moleculen in die voeten en het oppervlak waarop de gekko loopt - de zogenaamde Van der Waals-krachten - kan de gekko aan bijna elk oppervlak blijven kleven. In de afgelopen twintig jaar is er is veel onderzoek gedaan om synthetische versies van dit systeem te maken - en schijnbaar met succes:men kan nu gekkotape kopen, een dubbelzijdig plakband waarvan de naam suggereert dat het dezelfde principes gebruikt als gekkopoten.

Gekkotape:een nadere blik

Maar is dat echt zo? UvA-onderzoekers Hans Terwisscha-Dekker, Marion Grzelka, Simon Lépinay en Daniel Bonn besloten te onderzoeken hoe gekko-achtige gekkotape echt werkt. Beginnen met, ze bestudeerden het oppervlak van de tape met een microscoop, en zag inderdaad kleine pilaren, vergelijkbaar met die in de voeten van de gekko. Volgende, ze maten de adhesie-energie tussen gekkotape en glas.

Het werd duidelijk dat gekkotape inderdaad plakkeriger is dan normale dubbelzijdige tape op glas. Maar is de fysica van de gekkotape ook hetzelfde als die van de gekkopoten? Nadat de onderzoekers de pilaren van het oppervlak van de gekkotape hadden verwijderd, er was een verrassing:de tape vertoonde nog steeds dezelfde hoeveelheid hechting. Het leek alsof er iets aan de hand was dat weinig met de gekko te maken had.

Om erachter te komen wat er aan de hand was, de onderzoekers bestudeerden tijdens het experiment het contactoppervlak tussen de tape en het glas, dat wil zeggen:de hoeveelheid microscopisch oppervlak waar de twee materialen elkaar echt raken. Het bleek dat, met en zonder de pilaren, er was een veel groter contactoppervlak tussen de gekkotape en het glas dan bij gewone dubbelzijdige tape. Per oppervlakte-eenheid van 'echt contact, ' beide soorten tape waren min of meer even plakkerig.

Zachtere tape

De conclusie:De pilaren op de gekkotape spelen geen rol bij de kleefkracht. Dit staat in schril contrast met de gekko zelf, waarbij essentieel gebruik wordt gemaakt van de oppervlaktestructuur van de pilaren. Ondanks de overeenkomsten met de echte gekko, gekkotape werkt dus op dezelfde manier als gewone tape:de hechting wordt veroorzaakt door lijm, niet door Van der Waals-troepen.

Waarom werkt gekkotape dan zoveel beter? Het blijkt dat het de zachtheid van de tape is die het contactoppervlak groter maakt dan dat van normale tape, waardoor het plakkeriger wordt. Dat komt op zijn beurt weer overeen met wat de gekko doet:de pilaarstructuur gebruiken, het dier maximaliseert ook het contactoppervlak - ook al gebruikt het heel andere fysica om dit te bereiken.