E miezul nopţii şi e linişte.
Se aude doar o şopârlă Gecko, furişându-se după un păianjen.
Şopârlele Gecko parcă sfidează gravitaţia, escaladând suprafeţe verticale,
plimbându-se cu capu-n jos, fără gheare, lipici sau pânze de păianjen fermecate.
În schimb profită de un principiu simplu: sarcinile electrice opuse se atrag.
Atracţia leagă compuşi, precum sarea de bucătărie
alcătuită din ioni pozitivi de sodiu lipiţi de ioni pozitivi de clor.
Dar picioarele şopârlei Gecko nu sunt încărcate electric
şi nici suprafeţele pe care calcă.
Atunci de ce se lipesc?
E vorba de o combinaţie ingenioasă de forţe intermoleculare şi inginerie.
Toate elementele din tabelul periodic au afinităţi diferite pentru electroni.
Elemente ca oxigenul şi fluorul sunt avide de electroni,
pe când cele ca hidrogenul şi litiul nu-i atrag la fel de puternic.
Atracția unui atom față de electroni se numeşte electronegativitate.
Electronii se mişcă permanent şi trec uşor în locurile unde e nevoie.
În atomi cu electronegativităţi diferite în moleculă, norul molecular de electroni
e atras spre atomul mai electronegativ.
Se crează un loc în norul de electroni,
prin care ies sarcinile pozitive ale nucleului,
dar şi o aglomerare de electroni în alt loc.
Molecula în sine nu e încărcată electric,
dar are părți încărcate pozitiv sau negativ.
Acestea pot atrage moleculele învecinătate una spre cealaltă.
Ele se aliniază cu petele pozitive ale uneia
lângă petele negative ale celeilalte.
Nici măcar nu e nevoie de atomi puternic electronegativi
pentru a crea aceste forțe.
Electronii sunt mereu în mişcare
şi câteodată se îmbulzesc temporar într-un loc.
Acea licărire de sarcină e suficientă să atragă molecule laolaltă.
Asemenea interacţiuni între molecule neîncărcate electric
se numesc forţe Van der Waals.
Sunt mai slabe decât interacţiunile dintre particule încărcate electric,
dar dacă sunt destule, efectul se cumulează.
Ăsta-i secretul şopârlei gecko.
Picioruşele ei sunt tapetate cu creste flexibile,
acoperite cu structuri fine, păroase,
mult mai fine decât părul uman, numite sete.
Fiecare seta e acoperită cu perișori, numiţi spatule.
Forma lor de spaltulă mică e perfectă pentru ce are nevoie şopârla:
să se lipească şi să se dezlipească la comandă.
Când şopârla îşi desfăşoară degetele flexibile pe tavan,
spatulele ei îl ating la un unghi perfect pentru exercitarea forţei Van der Waals.
Spatulele se aplatizează, generând suprafaţă destulă
pentru ca petele, încărcate pozitiv sau negativ,
să-şi găsească pete complementare pe tavan.
Fiecare spatulă contribuie minimal la adezivitatea prin forţe Van der Waal.
Dar o şopârlă are cam 2 miliarde
şi forţa lor cumulată e suficientă să-i susţină greutatea.
De fapt, şopârla gecko ar putea atârna de vârful unui singur deget.
Această super adezivitate poate fi totuşi întreruptă
modificând puțin unghiul.
Aşa că şopârla îşi dezlipeşte uşor piciorul,
grăbindu-se spre hrană sau îndepărtându-se de răpitori.
Această strategie, folosind o pădure de perişori de formă specială
ca să maximizeze forţele Van der Waals între molecule obişnuite
a inspirat materiale făcute de om,
care imită uimitoarea adezivitate a şopârlei.
Versiunile artificiale nu au ajuns încă la nivelul degetelor şopârlei,
dar sunt suficiente să permită unui adult matur
să se caţere pe un perete de sticlă de aproape 8 m.
De fapt şi prada şopârlei se foloseşte tot de forţe Van der Waals
ca să stea pe tavan.
Așadar, şopârla îşi desprinde degetele şi cursa continuă.