Jest północ i wszystko ucichło.
Słychać tylko miękkie ruchy gekona polującego na pająka.
Gekony zdają się przeczyć grawitacji,
wspinając się po pionowych powierzchniach
i chodząc do góry nogami bez pazurów,
kleju czy niesamowitej pajęczej sieci.
Wykorzystują za to prostą zasadę
przyciągania dodatnich i ujemnych ładunków.
Przyciąganie wiąże ze sobą składniki jak w soli kuchennej,
złożonej z jonów sodowych o ładunku dodatnim
przyłączonych do jonów chlorkowych, które są ujemnie naładowane.
Jednak ani palce gekona nie są naładowane
ani powierzchnie, po których chodzą.
Skąd więc ta przyczepność?
Odpowiedź kryje sprytne połączenie sił międzycząsteczkowych
i inżynierii strukturalnej.
Pierwiastki w układzie okresowym różnią się elektroujemnością.
Pierwiastki takie jak tlen i fluor są bardziej elektroujemne
a inne, jak wodór czy lit, nie przyciągają tak mocno elektronów.
Ten względny głód elektronów nazywamy elektroujemnością.
Elektrony są cały czas w ruchu
i mogą łatwo przemieścić się tam, gdzie są najbardziej pożądane.
Jeśli w cząsteczce znajdują się atomy o różnej elektroujemności,
wtedy chmurę elektronów
przyciąga bardziej elektroujemny atom.
Tworzy to miejsce w chmurze elektronów,
przez które prześwituje ładunek dodatni z jądra atomu,
podobnie jak ujemnie naładowane elektrony rozmieszczone gdzie indziej.
Cząsteczka sama w sobie nie jest naładowana,
ale ma miejsca o ładunkach dodatnich i ujemnych.
To wystarczy, żeby przyciągnąć do siebie sąsiadujące cząsteczki,
które tak się ułożą, że ładunki dodatnie
będą obok ładunków ujemnych znajdujących się na drugiej cząsteczce.
Nie potrzeba bardzo elektroujemnego atomu,
żeby wytworzyć te siły przyciągania.
Elektrony są stale w ruchu
i czasami gromadzą się przez chwilę w jednym miejscu.
Ta odrobina ładunku wystarczy, żeby przyciągnąć cząsteczki do siebie.
Interakcje między nienaładowanymi cząstkami
nazywamy siłami van der Waalsa.
Nie są tak silne jak interakcje między naładowanymi cząsteczkami,
ale jeśli jest ich wystarczająco dużo, wtedy ich suma ma znaczenie.
Taki jest sekret gekona.
Palce gekona są wyłożone elastycznymi blaszkami.
Blaszki pokrywają cienkie, włosowate struktury,
dużo cieńsze od ludzkiego włosa, które nazywamy szczecinkami (setae).
Każdą z nich pokrywają jeszcze mniejsze szpatułki (spatulae),
których łopatkowaty kształt doskonale służy gekonowi,
na żądanie przyczepiając i odczepiając się.
Kiedy gekon rozprostowuje elastyczne palce na suficie,
szpatułki pod odpowiednim kątem wykorzystują siły van der Waalsa.
Rozpłaszczone szpatułki
tworzą dużą powierzchnię, żeby ładunki dodatnie i ujemne
na palcach gekona i suficie ułożyły się komplementarnie.
Każda szpatułka ma malutki wkład w siły van der Waalsa.
Gekon ma dwa miliardy szpatułek,
które tworzą wystarczającą siłę, żeby utrzymać jego wagę.
Gekon mógłby nawet wisieć na jednym palcu.
Ta niezwykła przyczepność może zostać przerwana,
gdy tylko odrobinę zmieni się kąt.
Gekon może w ten sposób odczepić łapkę,
polując na obiad lub uciekając przed drapieżnikiem.
Użycie wielu szczecinek o odpowiednim kształcie,
źeby zwiększyć siły van der Waalsa między zwykłymi cząsteczkami,
była inspiracją do stworzenia sztucznych materiałów
imitujących niezwykłą przyczepność gekona.
Imitacje nie dorównują wytrzymałości palców gekona,
ale są wystarczająco dobre, żeby dorosły człowiek
mógł wspiąć się po szklanej ścianie o wysokości 7,62 metrów.
Ofiara gekona także używa sił van der Waalsa,
żeby przylegać do sufitu,
więc gekon odczepia palce i pościg zaczyna się od nowa.