Юный техник, 2007 № 08

В самом начале 1900-х годов в цирке показывала свое искусство «женщина-муха». Она летала, садилась на стены и, что, пожалуй, удивляло больше всего, проворно ходила по потолку. Со временем слава артистки сошла на нет, а секрет хождения по потолку так и остался секретом.

В чем же он мог заключаться? Поскольку артистка называла себя женщиной-мухой и даже выбрала себе сценическое имя мадам Муше — от французского lа mouche— муха, то о мухах и поговорим.

На микрофотографии лапки мухи ученые разглядели два крохотных «язычка», которыми она удерживается на поверхности. Если лапки промыть органическим растворителем, то муха на время теряет свою способность держаться на потолке. Ученые полагают, что на поверхности язычков выделяется слой клейкого полимера. Он-то и удерживает ее лапки.

Могла ли мадам Муше пользоваться каким-то подобным способом?

Сравним размеры и массы. Допустим, что пропорции, а также плотность тела мухи и человека одинаковы. Тогда масса мадам Муше будет примерно в 14 000 раз больше, чем у мухи. Соответственно и площадь ее ног должна увеличиться во столько же раз. В итоге с учетом размеров лапок мухи получаем, что загадочную даму могла бы удерживать на потолке смазанная клейким веществом мушиных лапок поверхность площадью всего лишь 100–140 см ². Это площадь всего лишь одной подошвы ботинка. Получается, что мадам Муше в принципе могла при помощи какого-то клейкого вещества держаться на потолке. Найти такое вещество трудно, но это полдела. Приклеиться к потолку — это еще не значит ходить по нему. Для ходьбы нужно ноги переставлять, а значит, поочередно приклеивать одну ногу и отклеивать другую.

У настоящей мухи шесть лапок. Отрывая от потолка одну, она держится на пяти других. Но мадам Муше, увы, была вынуждена обходиться только двумя… И был велик риск, что при отрыве от потолка одной ноги может отклеиться и другая. К тому же при многократном отклеивании клейкое вещество электризуется. Если разматывать ленту скотча в полной темноте, можно увидеть множество искр длиной до 5 см, что свидетельствует о напряжении в несколько тысяч вольт.

Одним словом, проблем с хождением по потолку чисто мушиным способом немало. Но мадам могла воспользоваться и другим способом — способом ящериц-гекконов и лягушек-квакш.

С квакшами все понятно, на пальцах у них присоски, похожие на те, что применяются в игрушечных стрелах, прилипающих к стене. Прижимая их к поверхности, лягушка выдавливает из них воздух. Под присоской образуется вакуум, и атмосферное давление прижимает ее к поверхности, а при малейшей попытке сдвинуть присоску вбок начинает действовать сила трения. Именно благодаря силе трения, возникающей под присоской, квакша легко держится на отвесной гладкой стене.

Все эти подушечки и ворсинки на коже лапок стенного геккона вытесняют воздух, и лапка работает как присоска.

Но мух и квакш превосходит в умении бегать по потолкам стенной геккон. Взгляните на сильно увеличенное изображение лапок этой ящерицы. Они снабжены мускулистыми подушечками со складками, которые способны охватывать малейший выступ поверхности.

Но главную роль играет кожа подушечек. Она покрыта множеством мелких (0,1–0,01 мм) ветвящихся ворсинок. Прижатые к поверхности, они так же, как и присоски, вытесняют воздух. Возникает вакуум, и атмосферное давление так надежно удерживает ящерицу, что на оконном стекле геккон может долго висеть всего на одной лапке. Присасывающая способность лапки у геккона совершеннее, чем у квакши. Стоит ей немного оторвать ободок присоски, как под нее попадает воздух и она теряет свою удерживающую силу.

Геккон может отрывать лапку постепенно. При этом удерживающая сила атмосферного давления лишь постепенно уменьшается, и это упрощает ходьбу по отвесным стенам и потолку.

Танк с синтетической кожей, напоминающей кожу лапок геккона, мог бы взбираться по отвесной стене.

Возвращаясь к загадке мадам Муше, можно заметить, что синтетическая искусственная кожа геккона была бы прекрасным решением вопроса. Она была бы полезна не только в цирковом искусстве. Если ею, например, покрыть гусеницы легкого трактора, то он легко бы взбирался по стенам горящего дома, а пожарники в ботинках, подбитых «гекконом», легко бы ходили по карнизам. Но пока, увы, скопировать такую кожу с ее ветвящимися ворсинками никто не сумел. Поэтому в технике имитируют присоску квакши.

Вот как, например, поднимают рулон (рол) типографской бумаги в тонну весом. Цеплять его, как бревно, при помощи строп и цепей нельзя — бумага повредится. Можно поднять его на полотнище, но это трудоемко. В конце прошлого века для этого создали подъемное приспособление «Спрут», состоящее из большой резиновой присоски и насоса, откачивающего из присоски воздух.