Gekolar yer çekimine nasıl karşı koyar? - Eleanor Nelsen

Tüm dersi görüntüle: http://ed.ted.com/lessons/how-do-geckos-defy-gravity-eleanor-nelsen

Gekolar yapıştırıcılar, kancalar veya vantuzlarla kaplanmamıştır ve yine de dikey duvarlara kolayca tırmanabilir ve tavanlardan asılabilirler. Bu nasıl olur? Eleanor Nelsen, gekoların olağanüstü ayaklarının yer çekimine meydan okumalarına nasıl izin verdiğini açıklıyor.

Ders: Eleanor Nelsen
Animasyon: Marie-Louise Højer Jensen.

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.