Vetenskap

Klibbiga gecko fötter kan avslöja hemligheter av mänskliga benbyten

Klibbiga gecko fötter kan avslöja hemligheter av mänskliga benbyten


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

När vi tänker på en gecko försöker vi tänka på något förutom bilförsäkring. Inte bara för att bevara hotade arter från hotet om industriell rivning, utan också för att det finns något mer med en gecko än personlighet på ytan och ljusa, intryckande färger.

Klibbiga gecko-fötter flyttar forskningen framåt på det inre arbetet med mänskligt brosk, enligt ett blogginlägg på University of Delaware webbplats.

Detta är viktigt eftersom brosk - vanligtvis ett mystiskt ämne - har hållit forskare vaken natt efter natt i nästan ett sekel.

RELATERAD: DENNA LJUSAKTIVERADE GRIPPAR INSPIRERAS AV GECKOS

Klibbiga geckofötter kan avslöja broskens hemligheter

Nyligen har de klibbiga tårna i detta karismatiska reptil inspirerat skapandet av ett stort antal uppfinningar - från nästa generation av kardborreband till Super-Man-liknande kostymer som hjälper amerikansk militärpersonal att skala väggar.

"Det finns inget annat i världen som det", säger docent i maskinteknik David Burris, vid University of Delaware och huvudutredare vid UD: s Materials Tribology Laboratory. "Det är ett extraordinärt material. Vi har studerat det sedan 1930-talet och vi vet fortfarande inte hur det gör vad det gör."

Men Burris och hans kollegor tar oss ett steg närmare att stänga fallet i brosk - vilket också innebär att vi tar ett steg mot att konstruera en klass överlägsna syntetfogar som närmar sig den verkliga funktionens funktion.

Behov av brosk

Brosk är en stark men ändå flexibel vätskerad vävnad som dämpar utrymmet mellan och hindrar benen från att mala mot varandra. Att minska friktionen är avgörande för ledhälsa och undvika kroniska tillstånd som artros - en vanlig lidelse som påverkar 60 miljoner amerikansk rörlighet, enligt tidskriftenScience Direct.

När brosket försvinner, "går du inte", sa Burris. "Du har oerhört ont."

Forskarsamhället har länge känt den kritiska smörjande karaktären hos brosk i lederna. Men frågan om hur materialet uppnår smörjning har levt som ett mysterium i den vetenskapliga världen.

En tankeskola tycker att friktionen är låg eftersom ett tunt lager synovialvätska mellan broskytorna i fogen, vilket håller ytorna inte vidrörande.

Klibbiga mysterier

Detta löser dock inte en av broskens mest spännande egenskaper: den är riktigt klibbig. Men det glider lätt i lederna för att ge oss ett fullständigt rörelseomfång.

"Ovanliga egenskaper utvecklas inte i naturen utan anledning", säger Burris. "Chansen att ett exceptionellt smörjande material som brosk också utvecklade ovanlig vidhäftning av en tillfällighet ser för mig försumbar ut. Det måste vara en kritisk del av smörjhistorien som ingen har tittat på."

Med ett bidrag från National Science Foundation från 2019 har Burris och kollegor forskat på denna del av berättelsen - sökt svar på broskens klibbighet genom att konstruera anpassade enheter för att göra unika mätningar.

Hittills har de funnit att brosk fastnar på ytor i samma grad som gecko-fötter håller fast vid andra ytor - naturens guldstandard för ovanligt hög ytvidhäftning.

Gecko tår fäster som brosk

Gecko tår har miljontals mikroskopiska hårstrån - var och en fungerar som enskilda fjädrar som överensstämmer med och håller fast vid husets vägg (eller ett träd eller en bil). Grova bitar av brosk har stötar som fungerar på samma sätt - de hänger samman med en motsatt broskyta en efter en i fogen.

Detta gör en tätning mellan två ytor, vilket gör att olika typer av tryck kan byggas upp. Negativt tryck håller lederna ihop, medan positivt tryck stöder kroppsvikt och hindrar vatten - själva smörjningen - från att läcka.

Tvivlar på konventionell visdom

Det är kontraintuitivt att tänka på intim kontakt mellan kroppsdelar som i sig skadlig och en källa för slipning och slitage på anslutningsytor. Men brosk behöver nära håll för att fungera.

"I en bilmotor måste du hålla ytor åtskilda för att smörja", sa Burris. "Och du gör det genom att springa ständigt med ett par tusen varv per minut. Vi springer inte ständigt; vi flyttar inte ständigt våra leder. Vi sitter runt de allra flesta gånger, så naturen har kommit med en helt olika lösningar för smörjning. "

Burris upptäckte att den snäva sugverkan mellan två bitar av brosk är ansvarig för ett annat mysterium med brosk: sprickbildning. När vi knäcker knogarna eller andra leder i kroppen, bryts gränssnittet när två mycket klibbiga broskytor plötsligt dras isär.

När Burris och kollegor fortsätter sin forskning om brosk - och alla mysterier som det innehåller - är en sak säker: detta senaste genombrott i en serie broskrelaterade svårigheter är resultatet av tio års arbete, och sunt förnuft kring materialet kan måste komma ikapp.


Titta på videon: Mikael Sandströms tips och råd kring fotbesvär - Nyhetsmorgon TV4 (Februari 2023).