In die warm streke van die wêreld sal u ’n klein kreatuurtjie vind wat menslike waarnemers al vir duisende jare lank verstom en verwar. “Geitjie” is die familienaam vir akkedisse wat daarvoor bekend is dat hulle unieke eienskappe besit. Aangesien hy nie sy oë kan knip nie gebruik hy byvoorbeeld sy tong om sy oë skoon te maak en te bevogtig. Dit word deur ’n herhaalde en soms lastige getjilp uitgeken.
Feitlik alle waarnemers erken nogtans dat die geitjie se merkwaardigste eienskap sy vermoë is om sonder moeite op vertikale of selfs oorhoofse oppervlaktes te loop, ten spyte van die feit dat sy pootjies nie taai is nie en geensins enige vorm van suigaksie het nie. Vir eeue lank was die mens nie in staat om hierdie gedrag te verklaar nie. Die Griekse filosoof, Aristoteles, het 2,300 jaar gelede kommentaar gelewer oor die geitjie se vermoë om “in enige rigting op en af teen ’n boom te hardloop, selfs met die kop na onder” (The History of Animals, Boek IX, Deel 9, vertaal deur D’Arcy Wentworth Thompson).
Ons begin nou om die geheime van die geitjie se vermoë te verstaan en hierdie begrip gee aanleiding tot nuwe vooruitgang in kleefkrag-tegnologie terwyl dit selfs nuwe kleefkrag-toepassings in die ruimteprogram skep.
Om die onmoontlike te doen
Indien u al ooit die geleentheid gehad het om ’n geitjie dop te hou, sou u opgemerk het dat hy blitsvinnig kan beweeg, selfs op vertikale oppervlaktes. Om teen ’n vertikale vlak te kan beweeg vereis van die een wat beweeg om ’n krag te skep wat groter is as die gewig van die liggaam wat beweeg word terwyl daar voldoende wrywing of kleefkrag op die oppervlak moet wees om die toepassing van daardie krag toe te laat. Neem in aanmerking dat ’n geitjie teen ’n tempo van 20 liggaamslengtes per sekonde kan beweeg of dit op ’n vertikale oppervlak is of selfs teen die plafon bokant u kop! Die geitjie se pootjie moet op een of ander manier aan die oppervlakte kleef en tog net so vinnig losgelaat word as wat dit aanvanklik aan daardie oppervlakte gekleef het. Soos dit in die Oxford Journals aangeteken word: “... herhaalde en snelle loslating sonder kragte wat dit beduidend loslaat is buite die vermoë van enige huidige sintetiese kleefstof” (“Mechanisms of Adhesion in Geckos”, Oxford Journals, Volume 42, Uitgawe 6, bl. 1082).
’n Meganisme wat daagliks deur ’n eenvoudige akkedis aangewend word sonder gedagte of inspanning, bly buite die mensdom se vermoë om te dupliseer! Hoe kry die geitjie dit dan reg?
Dit lyk asof die geheim van die geitjie se beweging in die ontwerp van sy pootjies lê. Die vyf toontjies aan elke geitjie se pootjie is met verskeie rye mikroskopiese bondeltjies “haartjies” bedek wat setae genoem word. Elkeen van hierdie bondeltjies kan in honderde uiterste klein eindpuntjies opgedeel word wat spatulae genoem word. Wetenskaplikes het agtergekom dat die lengte en ontwerp van hierdie haaragtige strukture elkeen daarvan in staat stel om ’n elektrostatiese krag (wat bekend staan as Van der Waal se krag) te skep wat ontwikkel sodra die toontjies aan ’n oppervlak raak. Die toontjie ontwikkel onmiddellik ’n positiewe lading en aangesien die oppervlak ’n gelyke en teenoorgestelde negatiewe lading het, laat die gevolglike elektrostatiese aantrekkingskrag die geitjie toe om veilig op feitlik enige oppervlak te beweeg.
’n Geitjie weeg ongeveer 50 gram (2 onse), maar dit sou tot 130 kilogram (286 pond) trekkrag vereis om die gemiddelde geitjie los te wikkel indien hy ten volle met al vier pootjies vasgeheg sou wees (David Robson, “Gecko’s gravity-defying trick explained”, New Scientist Live, Junie 2007). Dit verklaar waarom sommige mense ’n geitjie heeltemal veilig met slegs ’n enkele toontjie aan ’n plafon sien vasklou. ’n Geitjie van 50 gram het sowat 6,5 miljoen spatulae. Een miljoen setae kan maklik op ’n tiensentstuk inpas en gemaklik die gewig van ’n kind ondersteun (St. Fleur, “How do Geckos’ Feet Work?” Huffington Post, 10 Augustus 2012).
Waarom gebeur dit nie dat die geitjie op een plek vassit nie, gegewe dat die ontwikkelde krag so sterk is? Hoe is dit moontlik om sy pootjies op te lig indien dit met soveel krag aan die oppervlak vaskleef?
Die spatulae steek nie teen ’n regse hoek van die pootjies uit nie, maar is ontwerp om die oppervlak teen ’n hoek te raak. Wanneer daardie hoek 30 grade is, lyk dit of die krag op sy maksimum is. Sodra die geitjie egter sy pootjie vorentoe beweeg, vergroot die hoek en die krag verswak vinnig, wat vinnige beweging toelaat.
Die Oregon State University assistent-professor in meganiese ingenieurswese, P. Alex Greaney, stel dit so: “Hierdie is werklik fassinerende nanometer sisteme en kragte aan die werk ... Dit is nie net op die aard van die seta gebaseer nie, maar op die skuins hoeke en die buigsaamheid wat hulle het, asook die vermoë om onder ’n wye verskeidenheid van beladingstoestande te werk” (Rachel Feltman, “New Research Investigates the Physics of Sticky Gecko Feet”, Washington Post, 12 Augustus 2014).
Kellar Autumn, ’n bioloog by Lewis and Clarke College in Oregon verklaar die volgende nadat hy hierdie verskynsel opgemerk het: “Geitjies is grootliks oorgeprogrammeer” (Robson). Dit is te wyte aan die feit dat ’n 50-gram geitjie net 3 persent van sy setae nodig het om veilig te kan klim en maak dit dus moontlik om aan ’n enkele toontjie te hang! Die geitjie ondervind net probleme wanneer die oppervlak nat word wat die doeltreffendheid van hierdie fassinerende geitjie-greep van tegnologie aansienlik verminder.
Inspirerende nuwe tegnologie
Die doeltreffendheid van hierdie kleefkragstelsel oortref oor die algemeen enigiets wat die mens nog ooit kon ontwerp. Derhalwe werk die Britse Ruimtevaart, NASA en baie ander navorsingslaboratoriums tans daaraan om sintetiese “geitjie-grypers” te vervolmaak. NASA het reeds prototipes met behulp van koolstof nanobuise getoets, wat hulle hoop gebruik kan word om ruimte-robotte in staat te stel om ruimte-afval op te vang. Ander kyk weer hierna om dit vir kundige remstelsels te gebruik sowel as effektiewe heg-en-laat-los meganismes vir ’n aantal reusagtige groot en minimale klein toepassings waar tradisionele hegting-stelsels beperkings het. Een navorsingsprojek beoog om die koolstof nanobuis kleefstof as ’n plaasvervanger vir soldeersel in elektriese stelsels te gebruik, terwyl ander weer hierdie geitjie tegnologie bestudeer om wonde versigtig sonder steke te heg.
Toegerus op hierdie manier wedywer hierdie superhelde van die akkediswêreld met welslae teen hulle mededinger, die fiktiewe “Spider-Man” van Marvel Comics! Geitjies is werklike kreatuurtjies en die moderne wetenskap poog nou om die tegniese vaardigheid van hierdie werklike geitjie-kreatuurtjie na te boots ten einde die mens se vermoë te verbeter om op aarde en in die ruimte te werk.
As gevolg van ons vinnige lewenstempo, neem die meeste van ons selde die tyd om stil te staan en die merkwaardige en ingewikkelde aspekte van organismes waar te neem wat deel van ons wêreld uitmaak. Ons sien soms die groot dinge raak, maar ignoreer dikwels die kleiner of geringer dingetjies. Tog is daar in sommige van hierdie klein, maar ongelooflik komplekse lewensvorms herinneringe aan die ooglopende ingenieurswese wat in die struktuur van lewe ingebou is.
Ons het nou meer as ooit tevore die geleentheid om in hierdie tydperk daarvan te leer en die besondere gawe te waardeer wat so duidelik sigbaar in die ontwerp van selfs die geitjie is, aspekte wat moderne wetenskap vandag probeer naboots om die uitdagings van môre beter aan te spreek. Die genialiteit agter die geitjie se greep, die briljante Ingenieur en Skepper van beide die astronomiese en mikroskopiese, word betekenisvol by geleentheid in die Bybelse boek van Psalms geprys: “Hoe talryk is u werke, o Here! U het hulle almal met wysheid gemaak; die aarde is vol van u skepsele! (Psalm 104:24).