จิ้งจกเกาะเพดานได้อย่างไรโดยไม่มีกาว?

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ

เวลาเห็นจิ้งจกเดินบนฝ้า หลายคนอาจนึกถึงถ้วยดูดหรือแผ่นกาว แต่เท้าของมันไม่ทิ้งคราบเหนียวไว้ และพอยกเท้าก็เดินต่อได้ทันที จึงชวนสงสัยว่าอะไรช่วยยึดมันกับเพดาน แล้วทำไมจึงปล่อยเท้าได้ง่ายโดยไม่ติดค้าง

งานทดลองกับตุ๊กแกโทเคย์ทดสอบทั้งนิ้วจริงบนกระจกและแผงขนขนาดเล็กที่แยกออกมา นักวิจัยวัดแรงขณะกด ขยับ และดึงออก ผลชี้ว่า ขนจิ๋วจำนวนมากใต้ปลายนิ้วแนบกับผิวช่วยให้ตุ๊กแกเกาะได้ และคลายออกเมื่อเปลี่ยนมุมเท้า

ใต้ปลายนิ้วมีแผ่นรองหลายแผ่น แต่ละแผ่นมีเส้นขนเล็กแตกออกเป็นกิ่ง และปลายกิ่งแผ่แบนจนสัมผัสผิวได้หลายจุดพร้อมกัน แรงยึดเหนี่ยวระดับโมเลกุลในแต่ละจุดมีน้อยมาก แต่เมื่อจุดสัมผัสจำนวนมากทำงานพร้อมกัน แรงรวมจึงมากพอช่วยพยุงตัว การเกาะแบบนี้เป็นการยึดติดแห้ง ไม่ต้องอาศัยกาวหรือแรงดูดอากาศเหมือนถ้วยดูด

การแตะเท้าลงบนผิวอย่างเดียวไม่ใช่ทั้งหมด งานทดลองพบว่าต้องมีแรงกดเบา ๆ แล้วขยับปลายนิ้วไปตามผิวเล็กน้อยด้วย การเคลื่อนที่นี้ทำให้ขนจิ๋วแนบกับพื้นได้ดีขึ้นและเพิ่มแรงยึดเกาะ นักวิจัยเรียกแรงที่เกิดจากการขยับไปตามผิวว่าแรงเฉือน พูดให้ง่ายคือเท้าต้องกดแล้วเลื่อนนิดหนึ่ง จึงจะเกาะได้เต็มที่

ตอนเดินต่อ ตุ๊กแกไม่ได้ดึงแผ่นรองนิ้วทั้งแผ่นขึ้นเหมือนลอกเทป แต่ขยับนิ้วให้ขนเล็กเอียงจนปลายค่อย ๆ คลายออกจากผิว ในการทดสอบบนกระจก นิ้วตุ๊กแกหลุดเมื่อกระจกเอียงเลยแนวดิ่งเฉลี่ย 25.5 องศา ส่วนขนที่แยกมาทดลองหลุดเมื่อก้านทำมุมกับผิวราว 30 องศา ตัวเลขสองค่านี้มาจากการทดสอบคนละแบบ จึงไม่ควรนำมาเทียบตรง ๆ

ผลดังกล่าวมาจากการทดลองกับตุ๊กแกโทเคย์และกระจก ไม่ได้หมายความว่าจิ้งจกทุกชนิดจะเกาะได้เท่ากันบนทุกพื้นผิว ความเข้าใจเรื่องการควบคุมแรงเกาะและการปล่อยเท้าอาจช่วยออกแบบวัสดุยึดติดแบบแห้ง หรือหุ่นยนต์ที่ไต่ผนังได้ ส่วนบนฝ้าในบ้าน สิ่งที่เราเห็นเป็นจังหวะสั้น ๆ คือเท้าแนบผิว ขยับตามแนว แล้วคลายออกเพื่อก้าวต่อ

ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th