Grep (fysisk)
Den adhesjons- middel all den kraft som utøves mellom to substanser i nær kontakt og for å hindre slipping mot hverandre. Disse stoffene er vanligvis to faste stoffer, men en av dem kan også være en væske eller en gass.
Verdien av vedheftingen måles av energien som kreves for å bryte de interatomiske eller intermolekylære bindinger som motarbeider glidning .
Vedheftet skal ikke forveksles med vedheft som betegner de fysisk-kjemiske fenomenene som resulterer i realisering av bindingene .
Opprinnelse til vedheft
På korte avstander utøver atomer en tiltrekning mellom dem, van der Waals-styrken . Denne kraften motarbeider den relative bevegelsen til overflatene i kontakt.
Adhesjonen kan også være et produkt av vakuumet (prinsippet til sugekoppen , som ikke fungerer i siderealvakuumet ), for eksempel brukt i naturen av limpet eller anemonen som skal festes på et glatt underlag eller av blekkspruten . Vi snakker også om tørr vedheft for å beskrive den bemerkelsesverdige vedheft av Gecko- fingrene til forskjellige underlag.
Modellering av vedheft
I fravær av vedheft er kontaktkraften som utøves av en gjenstand på den andre vinkelrett på kontaktflaten. På grunn av vedheftingen kan denne kraften være tilbøyelig i forhold til det normale; vi kan også nedbryte kraftvektoren til en normal vektor og en tangensiell vektor
i en situasjon med vedheft, kan være ikke-null.
Hvis intensiteten til den tangentielle kraften overstiger en viss verdi, begynner overflatene å gli i forhold til hverandre; vi forlater heftedomenet for å gå tilbake til friksjonens . Denne begrensende intensiteten T max avhenger av mange faktorer. Den enkleste modellen er Coulombs lov .
Merk at vi kan forutsi intensiteten til den begrensende tangentielle kraften, men den tangentielle kraften kan ta en vilkårlig verdi, muligens null, så lenge den ikke overstiger denne verdien. Vi er generelt interessert i grensesaken .
Bracing
I noen situasjoner kan du ikke slå grepet. Dette fenomenet kalles avstivning . Den kan brukes med vilje, for å låse et system, eller kan gripe inn på en parasittisk måte og forårsake en uventet blokkering.
Vedheft ved biomimicry
Tallrike dyrearter ( gekko , blekksprut , limpet ...), planter (stegjern av virginia creeper ), sopp , lichenic og bakteriell ( biofilm ) har utviklet originale løsninger, effektive og rimelige i vedhengsenergi til et underlag. De biomimetic studier forsøket på å bli inspirert , inkludert ut av biosfæren .
Så å ta tak i en gjenstand eller feste seg til en overflate i et vakuum eller i en bane stasjon er fortsatt en kompleks handling. Gripere med motsatte fingre som etterligner et håndgrep, tar dårlig plass i rommel, dårlig, sugekopper fungerer ikke i vakuum, og klebrig kjemiske lim er ineffektive i ekstreme temperaturer i jordens bane. Gripere som arbeider med mikroskopiske silisiumfilamenter , bioinspired av de “tørre” gripeflatene av Gekko fingre , ble utviklet og testet i 2017. Disse nye sugekoppene også arbeide på land, bor for eksempel limt fast til veggen i flere uker for testing. Fremtidige roboter kan være utstyrt for å utføre ryddinger eller reparasjoner på et romfartøy eller for å fange opp rusk som farlig forstyrrer jordens bane .
Merknader og referanser
- Leksikografiske og etymologiske definisjoner av "Adhérence" (som betyr B) i det datastyrte franske språket , på nettstedet til National Center for Textual and Lexical Resources
- Hao Jiang, Elliot. W. Hawkes, Christine Fuller, Matthew A. Estrada, Srinivasan A. Suresh, Neil Abcouwer, Amy K. Han, Shiquan Wang, Christopher J. Ploch, Aaron Parness & Mark R. Cutkosky (2017); En robotanordning som bruker geckoinspirerte lim, kan gripe og manipulere store gjenstander i mikrogravitasjon; Science Robotics 28. juni 2017: Vol. 2, utgave 7, eaan4545 DOI: 10.1126 / scirobotics.aan4545 ( http://robotics.sciencemag.org/content/2/7/eaan4545 abstract])
- Lindzi Wessel (2017), [1] ; Romteknologi; DOI: 10.1126 / science.aan7032