Wenn wir an einen Gecko denken, versuchen wir, uns etwas anderes als eine Kfz-Versicherung auszudenken. Nicht nur, um gefährdete Arten vor der Gefahr eines industriellen Abrisses zu schützen, sondern auch, weil ein Gecko mehr zu bieten hat als eine Persönlichkeit auf oberflächlicher Ebene und eine helle Persönlichkeit, bezaubernde Farben.
Klebrige Geckofüße treiben die Forschung zum Innenleben des menschlichen Knorpels voran, gemäß a Blogbeitrag auf der Website der University of Delaware.
Dies ist von Bedeutung, da Knorpel - normalerweise eine mysteriöse Substanz - Wissenschaftler fast ein Jahrhundert lang Nacht für Nacht wach gehalten hat.
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Klebrige Geckofüße können Geheimnisse des Knorpels enthüllen
Vor kurzem haben die klebrigen Zehen dieses charismatischen Reptils die Schaffung einer Vielzahl von Erfindungen inspiriert - von der nächsten Generation von Klettverschluss zu Super-Man-ähnlichen Anzügen, die US-Militärpersonal beim Skalieren von Wänden helfen.
"Es gibt nichts Vergleichbares auf der Welt", sagte David Burris, Associate Professor für Maschinenbau an der Universität von Delaware und Hauptforscher im UD Materials Tribology Laboratory. "Es ist ein außergewöhnliches Material. Wir haben es seit dem1930er Jahre, und wir wissen immer noch nicht, wie es macht, was es macht. "
Burris und seine Kollegen bringen uns jedoch dem Schließen des Gehäuses im Knorpel einen Schritt näher - was auch bedeutet, dass wir einen Schritt in Richtung einer Klasse überlegener synthetischer Gelenke machen, die sich der Funktionalität der Realität annähern.
Notwendigkeit des Knorpels
Knorpel ist ein starkes, aber flexibles, von Flüssigkeit durchsetztes Gewebe, das den Zwischenraum abfedert und verhindert, dass Knochen gegeneinander knirschen. Die Verringerung der Reibung ist entscheidend für die Gesundheit der Gelenke und die Vermeidung chronischer Erkrankungen wie Arthrose - eine häufige Erkrankung, die die Mobilität von 60 Millionen Amerikanern beeinträchtigt, gemäß das Tagebuch Science Direct .
Wann Knorpel verschwindet "Du gehst nicht", sagte Burris. "Du hast enorme Schmerzen."
Die Forschungsgemeinschaft ist sich seit langem der kritischen Schmierwirkung von Knorpel in Gelenken bewusst. Die Frage, wie das Material eine Schmierung erzielt, hat sich jedoch in der wissenschaftlichen Welt als mysteriöses Gespenst weiterentwickelt.
Eine Denkschule hält die Reibung für gering, da sich zwischen den Knorpeloberflächen im Gelenk eine dünne Schicht Synovialflüssigkeit befindet, die verhindert, dass sich die Oberflächen berühren.
Sticky Mysteries
Dies löst jedoch nicht eine der faszinierendsten Eigenschaften des Knorpels: Er ist wirklich klebrig. Er gleitet jedoch mühelos in die Gelenke, um uns die volle Bewegungsfreiheit zu ermöglichen.
"Ungewöhnliche Eigenschaften entwickeln sich in der Natur nicht ohne Grund", sagte Burris. "Die Möglichkeit, dass ein außergewöhnlich schmierfähiges Material wie Knorpel zufällig auch eine ungewöhnliche Haftung entwickelt, erscheint mir vernachlässigbar. Es muss ein kritischer Teil der Schmierung seinGeschichte, die niemand untersucht hat. "
Mit einem Stipendium der National Science Foundation aus dem Jahr 2019 haben Burris und Kollegen diesen Teil der Geschichte untersucht und nach Antworten auf die Klebrigkeit des Knorpels gesucht, indem sie maßgeschneiderte Geräte konstruiert haben, um einzigartige Messungen durchzuführen.
Bisher haben sie festgestellt, dass Knorpel in demselben Maße an Oberflächen haftet wie Geckofüße an anderen Oberflächen - der Goldstandard der Natur für ungewöhnlich hohe Oberflächenhaftung.
Geckozehen haften wie Knorpel
Geckozehen haben Millionen mikroskopisch kleiner Haare - jede wirkt wie einzelne Federn, die sich an die Wand eines Hauses oder eines Baumes oder eines Autos anpassen und an dieser haften. Grobe Knorpelstücke haben Beulen, die auf die gleiche Weise funktionieren - sie haften aneinandereine gegenüberliegende Knorpeloberfläche nacheinander im Gelenk.
Dadurch wird eine Abdichtung zwischen zwei Oberflächen hergestellt, wodurch sich verschiedene Arten von Druck aufbauen können. Unterdruck hält die Gelenke zusammen, während Überdruck das Körpergewicht unterstützt und verhindert, dass Wasser - die Schmierung selbst - austritt.
Zweifel an konventioneller Weisheit aufkommen lassen
Es ist nicht intuitiv, den engen Kontakt zwischen Körperteilen als inhärent schädlich und als Ursache für das Schleifen und Abnutzen von Verbindungsflächen zu betrachten. Knorpel benötigt jedoch enge Arbeitsbereiche.
"In einem Automotor müssen Sie die Oberflächen getrennt halten, um zu schmieren", sagte Burris. "Und das, indem Sie ständig mit ein paar tausend U / min laufen. Wir laufen nicht ständig, wir bewegen uns nicht ständig."unsere Gelenke. Wir sitzen die meiste Zeit herum, daher hat die Natur eine völlig andere Lösung für die Schmierung gefunden. "
Burris entdeckte, dass die enge Saugwirkung zwischen zwei Knorpelstücken auch für ein anderes Geheimnis des Knorpels verantwortlich ist: das Knacken. Wenn wir knacken Sie unsere Knöchel oder andere Gelenke im Körper, es kommt zu einem Bruch der Grenzfläche, wenn zwei sehr klebrige Knorpeloberflächen plötzlich auseinandergezogen werden.
Während Burris und Kollegen ihre Forschungen zum Knorpel - und all den darin enthaltenen Geheimnissen - fortsetzen, ist eines sicher: Dieser neueste Durchbruch in einer Reihe knorpelbedingter Probleme ist das Ergebnis von 10 Jahren Arbeit und des gesunden Menschenverstandes rund um den KnorpelMaterial muss möglicherweise auf dem neuesten Stand sein.