Gece yarısı ve her şey durgun,
örümcek avlayan bir geko kertenkelesinin hafif sıçrayışı dışında.
Geko kertenkeleleri yer çekimine meydan okuyor gibiler,
dikey yüzeylere tırmanıyorlar
ve pençeleri, yapışkan tutkalları veya örümcek ağları olmadan
baş aşağı yürüyorlar.
Bunun yerine, basit bir ilkeden yararlanıyorlar:
Pozitif ve negatif yüklerin etkileşimi.
Bu çekim kuvveti, negatif ve pozitif yüklü iyonları birbirine bağlar,
ki bu sofra tuzundaki negatif klorür iyonlarına yapışan
pozitif yüklü sodyum iyonlarından oluşur.
Ama ne geko kertenkelelerinin ayakları yüklüdür,
ne de üzerinde yürüdükleri zeminler.
Peki, onları yapıştıran nedir?
Cevap, moleküller arasındaki kuvvetler ile
yapısal mühendisliğin akıllıca birleşiminde yatıyor.
Periyodik tablodaki tüm elementlerin elektronlarla farklı bir ilişkisi vardır.
Oksijen ve flor gibi elementler daha çok elektron isterken,
hidrojen ve lityum gibi elementler daha az istek duyar.
Bir atomun elektronlar için göreceli açgözlülüğüne elektronegatiflik denir.
Elektronlar sürekli hareket ederler
ve en çok istendikleri yere kolayca yerleştirilebilirler.
Farklı elektronegatiflikleri olan atomlar aynı molekülde olduğunda
elektron molekül bulutu
daha elektronegatif atoma doğru çekilir.
Bu, atom çekirdeğinden gelen pozitif yükün parladığı kadar,
başka bir yerde negatif yüklü bir elektron yığınının bulunduğu
elektron bulutunda ince bir nokta oluşturur.
Yani molekülün kendisi yüklü değildir
fakat pozitif ve negatif yüklü yamaları vardır.
Bu düzensiz yükler, komşu molekülleri birbirine çekebilir.
Birindeki pozitif noktalar ve diğerindeki negatif noktalar
yan yana olacak şekilde sıralanırlar.
Bu çekici kuvvetleri yaratmak için
güçlü bir elektronegatif atom olması bile gerekmez.
Elektronlar her zaman hareket halindedir
ve bazen geçici olarak bir noktada toplanırlar.
Bu yük titremesi, molekülleri birbirine çekmek için yeterlidir.
Yüksüz moleküller arasındaki bu etkileşimlere
Van der Waals kuvveti denir.
Yüklü parçacıklar arasındaki etkileşimler kadar güçlü değildirler
ancak yeterli miktarda varsa gerçekten bir etki yaratabilirler.
İşte bu geko kertenkelelerinin sırrı.
Geko kertenkelelerinin ayak parmakları esnek çıkıntılarla doludur.
Bu çıkıntılar küçük saç benzeri yapılarla kaplıdır,
bu sırtlar, sert kıl denen ve insan saçından çok daha ince olan yapılardır.
Bu sert kılların her biri spatula denen daha da ufak kıllarla kaplıdır.
Küçük spatulamsı şekilleri,
geko kertenkelelerinin yapması gereken şey için mükemmeldir:
istediği zaman yapışmak ve bırakmak.
Geko esnek ayak parmaklarını tavanda açtığında
spatula, van der Waals kuvvetinin devreye girmesi için mükemmel bir açıya sahiptir.
Spatula düzleşir,
pozitif ve negatif yüklü parçaların bir araya gelmesi için
tavanda daha fazla yüzey alanı oluşturur.
Her spatula, van der Waals yapışkanlığının sadece küçük bir kısmına katkıda bulunur.
Ancak bir geko kertenkelesinde bunlardan yaklaşık iki milyar adet var
ve ağırlığını desteklemek için yeterli birleşik kuvveti yaratıyor.
Aslında geko kertenkelesi, ayak parmaklarının tek birinden sarkabilirdi.
Bu süper yapışkanlık,
açıyı biraz değiştirerek kırılabilir.
Böylece geko ayağını geri çekebilir,
bir avcıdan kaçabilir veya yemeğine doğru İlerleyebilir.
Sıradan moleküller arasındaki
van der Waals kuvvetini en üst düzeye çıkarmak için
özel olarak şekillendirilmiş kıllardan oluşan bir orman kullanan bu strateji,
geko kertenkelesinin şaşırtıcı yapışkanlık yeteneğini taklit etmek için tasarlanmış
insan yapımı malzemelere ilham verdi.
Yapay versiyonlar henüz gekonun ayak parmakları kadar güçlü değil
ancak tam yetişkin bir adamın
cam duvara 7,5 metre tırmanmasına izin verecek kadar iyi.
Aslında, geko kertenkelesinin avı da tavana yapışmak için
van der Waals kuvvetlerini kullanıyor.
Kertenkele ayağını kaldırıyor ve kovalamaca yeniden başlıyor.