Pielea uimitoare a șopârlei gecko
Șopârlele gecko sunt bine cunoscute pentru capacitatea lor de a se lipi de aproape orice – pot chiar să meargă cu susul în jos pe sticlă lustruită. Abia în acest mileniu a fost descoperit secretul șopârlei gecko: picioarele sale sunt acoperite cu fire de păr extrem de fine care exploatează forțele de atracție cu rază ultrascurtă dintre atomi.[1],[2]
Ele evită blocarea, deoarece firele de păr sunt curbate și stochează energia precum un arc.[3],[4] Picioarele șopârlei gecko se curăță singure[5] și au inspirat un tip complet nou de benzi adezive care se curăță singure.[6],[7] Acest design a fost folosit pentru a face un adeziv din nanotuburi de carbon care poate fi aplicat pe plăci cu circuite evitând căldura mare necesară lipirii.[8]
Piele respingătoare
Acum, oamenii de știință de la universitățile din Queensland, Australia, inclusiv echipa formată din soț și soție a doctorilor Gregory și Jolanta Watson, au analizat șopârla gecko cu model Lucasium steindachneri. Au descoperit o structură fină uimitoare pe pielea șopârlei gecko. Dar în loc să atragă, respinge. Pielea este acoperită cu solzi mici sub formă de cupole cu un diametru de aproximativ 250 de microni (µm) într-un model hexagonal (1 µm = 10–6 m).
La rândul lor, acești solzi cuprind spinule microscopice („peri”) lungi de doar câteva sute până la câteva mii de nanometri (nm, 10–9 m), separați la mai puțin de un micron. Acești peri au un vârf extrem de fin, cu o rază de curbură de numai 10–20 nm. Între solzi pielea este acoperită și cu spinule.[9]
Vârfurile la scară nanometrică fac ca particulele de murdărie să aibă doar o suprafață mică de care să se lipească, astfel încât pielea rămâne curată. De asemenea, firele de păr resping apa, făcând pielea hidrofobă (din greacă, care înseamnă „teamă de apă”). Cupolele sunt, de asemenea, importante, deoarece picăturile mici de apă se vor rostogoli în văile dintre cupole. Gravitația și vântul fac aceste picături să se rostogolească mai mult și să curețe murdăria prin acest proces.[10]
‘Geckovescență’
Aceste picături se unesc împreună creând efecte uluitoare. Picăturile sunt ținute împreună prin tensiunea de suprafață sau energia mare pe unitatea de suprafață. Când două picături mici se combină într-una mare, suprafața se reduce brusc, însemnând că energia totală a suprafeței scade și ea brusc.
Dar de când Dumnezeu a încheiat Ziua 6 a Creației (Facerea 2:1), energia nu poate fi nici creată, nici distrusă (Prima Lege a Termodinamicii). Așa că trebuie să ajungă undeva – și ajunge în propulsarea picăturilor de pe suprafață, numită „geckovescență”.[11] Astfel, pielea șopârlei gecko este atât de hidrofobă încât este numită „super-hidrofobă”. Pielea respinge și alte lichide, cum ar fi cafeaua, sosul de soia, oțetul, vinul roșu, laptele, cola și sângele.[12]
Piele antibacteriană
Deoarece șopârlele gecko sunt atât de mici, au o suprafață mare a pielii în comparație cu masa lor. Aceasta ar fi o invitație deschisă la agenții patogeni. Dar structura pielii ucide rapid bacteriile „Gram-negative” cu pereți moi, adesea cele mai periculoase.
O anumită perspectivă asupra mecanismului ar putea veni de la aripa de cicadă care ucide agenții patogeni, care are nano-coloane mult mai mici decât agenții patogeni. Munca efectuată de o echipă care îl include și pe Watson arată că agentul patogen este atras de suprafață, dar peretele celular se întinde în golurile dintre coloane până când izbucnește.[13],[14] Cu toate acestea, celulele umane sunt sigure pe piele.
Copierea designului
Oamenii de știință încearcă acum să creeze materiale care să copieze structura pielii șopârlei gecko. Ar fi multe întrebuințări pentru o țesătură care respinge apa și care se curăță singură, iar proprietățile sale antibacteriene ar fi utile în special în spitale. Pielea șopârlei gecko nu este doar anti-bacteriană, ci este și sigură pentru pielea umană. Și pentru că este sigură pentru celulele umane, ar putea fi folosită pentru implanturi biocompatibile care ar rezista infecției cu „superbacterii”[15], dar și ca suprafață pentru creșterea celulelor stem umane.[16],[17]
Creată sau evoluată?
Copierea design-urilor vietăților se numește biomimetică sau biomimetism și este un domeniu în creștere rapidă.[18] Dr. Gregory Watson a subliniat cât de util este acest domeniu:
„Natura a descoperit deja cele mai bune modalități de a face față anumitor probleme. Depinde doar de noi să o ajungem din urmă și să ne dăm seama cum o putem face să funcționeze pentru noi. Filosofia mea a fost întotdeauna de ce să reinventezi roata când poți să-ți dai seama cum funcționează.”
Desigur, „natura” nu poate descoperi nimic. Doar o inteligență poate face aceasta. Și din moment ce este nevoie de o inteligență ridicată pentru a face copii, cu cât mai mult ar fi nevoie pentru a inventa originalele?
Un alt articol relatează:
„Jolanta Watson consideră că acest fenomen ar fi putut evolua pentru a împiedica microbii iubitori de umiditate să prospere pe pielea șopârlei și ar putea funcționa ca un mecanism de auto-curățare.”[19]
După cum vedem adesea în lucrările de biomimetică, există un omagiu fără fapte adus evoluției. În realitate, a fost o afirmație doar despre funcția curentă, ceea ce este mai bine explicată prin proiectarea acestei funcții. Nu a existat nici cea mai mică propunere cu privire la modul în care acest sistem a evoluat prin mutații aleatoare și selecție naturală la fiecare pas, cu atât mai puțin dovezi. Am subliniat adesea că explicarea funcției sau a avantajului unei caracteristici nu este deloc același lucru cu explicarea modului în care aceasta a apărut.[20]
Autor: Jonathan Sarfati
Sursa: Creation.com | Drops explode off gecko skin
[1] Autumn, K. și colab., Adhesive force of a single gecko foot hair, Nature 405(6787):681–685, 2000 | doi:10.1038/3501507; punct de vedere al lui Gee, H., Gripping feat, același nr., p. 631.
[2] După Sarfati, J., Great gecko glue? Creation 23(1):54–55, 2000; creation.com/gecko.
[3] Hu, C. și Greaney, P.A., Role of seta angle and flexibility in the gecko adhesion mechanism, Journal of Applied Physics 116:074302 | doi:10.1063/1.4892628, 12 August 2014.
[4] Sarfati, J., How geckos become unstuck, Creation 37(2):25, 2015.
[5] Hansen, W.R. și Autumn, K., Evidence for self-cleaning in gecko setae, PNAS 102(2):385–389, 11 Ianuarie 2005 | doi:10.1073/pnas.0408304102.
[6] Geim, A.K. și colab., Microfabricated adhesive mimicking gecko foot-hair, Nature Materials 2:461–463, 2003 | doi:10.1038/nmat917.
[7] După Sarfati, J., Gecko foot design—could it lead to a real ‘spiderman’? Creation 26(1):22–23, 2003; creation.com/geckoman.
[8] Johnson, C.J., Conductive adhesive could replace solder, EE|Times (Connecting the global electronics community), 14 Octombrie 2008.
[9] Watson, G.S. și colab., A gecko skin micro/nano structure—A low adhesion, superhydrophobic, anti-wetting, self-cleaning, biocompatible, antibacterial surface, Acta Biomaterialia 21:109–122, 15 Iulie 2015 | doi:10.1016/j.actbio.2015.03.007.
[10] Watson, G.S. și colab., Removal mechanisms of dew via self-propulsion off the gecko skin, Interface, 11 Martie 2015 | doi:10.1098/rsif.2014.1396.
[11] Urquhart, J., Watch this gecko’s explosive self-cleaning trick, newscientist.com, 11 Martie 2015. Acest articol include un videoclip cu picăturile care se îndepărtează violent de pe piele și arată nanostructura pielii.
[12] Loomis, I., Why you’ll never see a dirty gecko: Geckos have self-cleaning skin that helps the lizards stay dry and healthy, Student Science, student.societyforscience.org, 30 Martie 2015.
[13] Pogodin, S. și colab., Biophysical model of bacterial cell interactions with nanopatterned cicada wing surfaces, Biophysical Journal 104(4):835–840, 19 Februarie 2013 | doi:10.1016/j.bpj.2012.12.046.
[14] Cicada wings pop bacteria, Creation 35(3):8, 2013.
[15] Cu toate acestea, vedeți Wieland, C., Superbugs not super after all, Creation 20(1):10–13, 1997; creation.com/superbug.
[16] Watson, J., New research has found replicating the skin of a gecko could have remarkable industrial, scientific and medical applications, ABC News Radio (audio), abc.net.au, 11 Iunie 2015.
[17] Celulele stem adulte sunt atât eficiente, cât și etice, în timp ce celulele stem embrionare nu sunt nici una, nici alta. Sarfati, J., Stem cells and Genesis, J. Creation 15(3):19–26, 2001; creation.com/stem-cells.
[18] Vedeți articolele de la creation.com/design#biomimetics.
[19] Urquhart, Ref. 11.
[20] Doyle, S., Does biological advantage imply biological origin? J. Creation 26(1):10–12, 2012; creation.com/biological-advantage.
