מאת: יעל הלפמן כהן
איך יכול להיות שחומר שאינו דביק כלל מסוגל להרים עגבנייה, בקבוק מים ואפילו משקלים הגדולים פי כמה ממשקלו?
במבט ראשון זה נראה קסם. קוסמים היו שמחים לשים יד על החומר הזה. אבל מאחורי הקסם יש חיקוי של מנגנון מהטבע – מנגנון ההיצמדות של השממית.
ההפתעה הראשונה היא שהחומר אינו דביק כלל. למעשה, אפילו נייר דבק רגיל אינו נדבק אליו. אם מניחים אותו על חפץ, הוא כמעט ואינו נאחז. אולם ברגע שמפעילים עליו כוח משיכה בכיוון מסוים, הוא "מתעורר לחיים" ומפתח אחיזה חזקה במיוחד. כאשר מפסיקים להפעיל את הכוח – האחיזה משתחררת מיד.
גם השממית אינה מפרישה חומר דביק. כפות רגליה מכוסות במיליוני מבנים זעירים היוצרים מגע קרוב מאוד עם המשטח. כאשר המרחק ביניהם קטן מספיק, נכנסים לפעולה כוחות ואן דר ואלס – כוחות משיכה חלשים בין מולקולות. כל כוח כזה זעיר בפני עצמו, אך כאשר מיליוני נקודות מגע פועלות יחד, מתקבלת אחיזה חזקה המאפשרת לשממית לטפס על קירות ואף על תקרות.
בסרטון מציגה מעבדת BDML באוניברסיטת סטנפורד את אחד הפיתוחים הבשלים ביותר של דבק יבש בהשראת השממית. החומר שפותח פועל על אותו עיקרון הצמדה כמו השממית. גם בו קיימים מבנים מיקרוסקופיים, שתוכננו כך שיגדילו את שטח המגע רק כאשר מופעל כוח בכיוון המתאים. לכן החומר אינו "דביק" במובן הרגיל של המילה. הוא אינו נאחז מעצמו בכל משטח, אלא מפעיל את מנגנון האחיזה רק כאשר מפעילים עליו את הכוח הנכון.
לא הדבק עצמו הוא החידוש – אלא הדרך לייצר אותו. במשך יותר משני עשורים הצליחו חוקרים ברחבי העולם לפתח דבקים בהשראת השממית, אולם הייצור שלהם היה מורכב, איטי ויקר, ולכן התקשה לעבור ממעבדת המחקר ליישומים מעשיים. צוות Biomimetics and Dexterous Manipulation Lab (BDML) באוניברסיטת סטנפורד פיתח שיטת ייצור חדשה המבוססת על תבניות מתכת המעובדות בדיוק גבוה. לדברי החוקרים, השיטה החדשה מאפשרת תהליך ייצור נשלט, עקבי ובעל תפוקה גבוהה יותר, תוך שמירה על ביצועי ההיצמדות של החומר. פריצת הדרך הזו מקרבת את הטכנולוגיה לעולם הרובוטיקה, האוטומציה ויישומים תעשייתיים נוספים.
הסרטון מדגים כיצד ניתן לשלב את החומר באצבעות של זרוע רובוטית. כך הרובוט מסוגל להרים חפצים עדינים – כמו עגבנייה או שקית חטיפים – מבלי למעוך אותם, משום שהאחיזה אינה מבוססת על לחץ חזק אלא על מנגנון ההיצמדות עצמו. בהמשך מוצגים גם רובוטים זעירים המשתמשים באותו חומר כדי לגרור מטענים הכבדים פי מאות ממשקלם העצמי, וכן מודגמים שימושים עתידיים אפשריים ברובוטים מטפסים ובמערכות הפועלות בחלל.
הפיתוח ממחיש היטב את מהות הביומימיקרי. ההשראה מהטבע אינה מסתיימת בהבנת המנגנון הביולוגי, אלא דורשת גם למצוא דרך ליישם אותו בעולם ההנדסה והייצור. למעשה, אחד האתגרים הגדולים בביומימיקרי אינו גילוי הרעיון בטבע, אלא היכולת להפוך אותו לטכנולוגיה בת־ייצור.
בשרוה טובה- הטכנולוגיה כבר יצאה מהאקדמיה. הטכנולוגיה שעליה מבוססת geCKo Materials צמחה מתוך מחקר הדוקטורט של ד"ר Capella Kerst במעבדת BDML של אוניברסיטת סטנפורד- דבק יבש, לא דביק למגע, שנאחז כאשר מופעל כוח גזירה.
אולי זה לוקח זמן, אולי זה מאתגר, אבל בסוף הקסם מתרחש.