Perekat Terinspirasi Gurita Memungkinkan Pegang dan Pelepasan Objek Bawah Air dengan Tepat

Universitas Teknologi Virginia, Blacksburg, VA

Mahasiswa pascasarjana Chanhong Lee menguji alat pengisap yang terinspirasi gurita di laboratorium. (Gambar:Alex Parrish untuk Virginia Tech)

Menggunakan mekanisme yang terinspirasi oleh alam untuk menciptakan inovasi teknologi baru adalah ciri khas salah satu tim peneliti Virginia Tech. Kelompok yang dipimpin oleh Associate Professor Michael Bartlett telah menciptakan perekat yang terinspirasi dari gurita, terinspirasi oleh bentuk pengisap gurita, yang dapat dengan cepat mengambil dan melepaskan benda-benda menantang di bawah air secara terkendali.

Memiliki kemampuan untuk mengambil dan melepaskan benda-benda bawah air seperti batu berat, cangkang kecil, manik-manik lunak, dan puing-puing lainnya dapat menjadi alat yang ampuh untuk penyelamatan bawah air dan bahkan operasi penyelamatan. Temuan mereka telah dipublikasikan di Advanced Science .

Pekerjaan ini dilakukan dengan peneliti sarjana Austin Via, Aldo Heredia, dan Daniel Adjei dari Virginia Tech. Asisten Peneliti Pascasarjana Chanhong Lee adalah penulis pertama makalah ini, melaporkan penelitian yang didukung oleh National Science Foundation melalui program Merancang Bahan untuk Merevolusi dan Merekayasa Masa Depan kita.

"Saya terpesona dengan bagaimana gurita dalam satu saat dapat memegang sesuatu dengan kuat, lalu melepaskannya seketika. Ia melakukannya di bawah air, pada objek yang kasar, melengkung, dan tidak beraturan - itu merupakan suatu prestasi yang luar biasa," kata Bartlett.

Untuk mengatasi tantangan lama ini, Bartlett dan timnya mengamati bentuk gurita. Secara khusus, mereka mengamati struktur luar pengisap gurita, yang disebut infundibulum. Hal ini menginspirasi para peneliti untuk membuat perekat yang menggunakan tangkai elastis dan melengkung dengan membran aktif dan dapat berubah bentuk yang dapat berubah bentuk untuk daya rekat multi-permukaan.

Tangkai melengkung menempel pada lengkungan skala besar sekaligus meningkatkan kemampuan beradaptasi terhadap kekasaran skala kecil. Mekanisme ini bekerja secara sinergi untuk meningkatkan daya rekat di berbagai skala panjang.

Hal ini menghasilkan perekat yang terinspirasi dari gurita yang 1.000 kali lebih kuat saat diaktifkan dibandingkan dengan kondisi pelepasan yang mudah. Yang penting, peralihan ini terjadi dalam sepersekian detik, sekitar 30 milidetik. Perekat yang terinspirasi dari gurita kini mencapai kekuatan melekat yang tinggi pada berbagai permukaan, termasuk benda yang kasar, melengkung, dan tidak beraturan serta pada berbagai cairan. Dengan alat baru ini, penyelam dapat memegang benda licin tanpa melakukan tekanan berlebihan, juga dapat merebutnya dengan cepat dengan pergantian cepat.

Karena pengisap gurita terbuat dari jaringan hidup, mereka melengkung, mengembang dan berkontraksi agar sesuai dengan pekerjaan yang mereka lakukan. Hal ini tidak hanya memberikan cengkeraman yang lebih kuat pada hewan, tetapi juga fleksibilitas untuk menyesuaikan cengkeramannya saat menemukan benda halus atau kasar, bersudut atau datar.

Dengan perekat baru yang terinspirasi dari gurita, anggota tim peneliti dapat mengambil, memegang, dan melepaskan berbagai macam objek bawah air yang menantang, termasuk bahan lunak dan kaku yang datar, kasar, dan bahkan melengkung.

Kemampuan ini ditunjukkan dengan membangun piramida dr batu kasar bawah air, tumpukan batu bawah air yang dibangun dengan cermat. Di sini, batuan memiliki berbagai ukuran, bentuk, dan kekasaran permukaan dan harus diangkat tetapi juga dilepaskan secara tepat untuk menjaga keseimbangan struktur. Pada saat yang sama, mereka juga dapat mengambil dan melepaskan manik-manik lembut seperti jeli dengan mudah.

“Jenis manipulasi ini dilakukan oleh gurita saat mereka mengatur objek di sekitar sarangnya,” kata Lee. “Demonstrasi ini menyoroti kemampuan perekat yang terinspirasi dari gurita untuk secara tepat memanipulasi objek bawah air yang sulit.”

Materi tersebut juga menunjukkan keterikatan yang andal dalam beberapa siklus dan dalam jangka waktu yang lama. Dalam satu percobaan, gaya keterikatan tetap konstan selama 100 siklus. Dalam pengujian lainnya, tim menahan batu kasar dan melengkung selama lebih dari tujuh hari di bawah air, lalu melepaskannya sesuai permintaan. Khususnya dalam aplikasi penyelamatan di mana memegang benda dalam jangka waktu lama, hal ini bisa menjadi sangat penting.

Untuk informasi lebih lanjut, hubungi Margaret Ashburn di Alamat email ini dilindungi dari robot spam. Anda perlu mengaktifkan JavaScript untuk melihatnya..