శాస్త్ర విజ్ఞానము

http://www.andhrabhoomi.net/intelligent/balli-979

“దొంగలు, స్పైడర్ మాన్, బల్లులు – ఈ ముగ్గురిలోను సామన్య లక్షణం ఏంటో చెప్పు చూద్దాం,” తన ఎదురుగా ఉన్న చాంతాడంత క్యూని లెక్కచెయ్యకుండా పక్కనే ఉన్న మస్తాన్ రావు మీదకి అలవోకగా ఓ పజిల్ విసిరాడు కాషియర్ సుబ్బారావు. తలెత్తకుండా పని చేసుకుంటున్న మస్తాన్ రావుని ఓ సారి రుసురుసా చూసి, “గోడలెక్కడం!” అని సమాధానం చెప్పి తనే నవ్వేసుకున్నాడు. గోడలెక్కే సామర్థ్యం మనకి ఓ పెద్ద వైజ్ఞానిక విశేషంలా కనిపించదు. ముఖ్యంగా గోడలెక్కే దొంగలంటే ఒళ్ళుమండుతుందే గాని శాస్త్రీయ కుతూహలం కలగదు. స్పైడర్ మాన్ కల్పిత వ్యక్తి కనుక తనని శాస్త్ర దృష్టితో చూడడం కష్టం. ఇక మూడవదైన బల్లి రోజూ కనిపించే సర్వసామాన్య జీవం కనుక దాని మీద శాస్త్రీయ ఆసక్తి కలుగడం కొంచెం కష్టమే.

కాని ఇటీవలి కాలంలో బల్లి జాతిలో ‘గెకో’ అనే ఒక జీవం మీదకి శాస్త్రవేత్తల మనసు పోయింది. వీటి ప్రత్యేకత గోడలెక్కడం. నిటారుగా ఉండే గోడలేకాక, చూరు మీద కూడా సునాయాసంగా వేలాడతాయి. మొత్తం పాదం ఉపయోగించకుండా, ఒక్క బొటనవేలి మీద మొత్తం శరీరాన్ని అంతటినీ మోస్తూ వేలాడగలవు ఈ జీవాలు. అదెలా సాధ్యం?

ఈ ప్రశ్న మీద కాలిఫోర్నియాలో బెర్కిలీ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన బాబ్ ఫుల్, మరియి రాన్ ఫియరింగ్, అలాగే స్టాన్ ఫర్డ్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన టామ్ కెన్నీ మొదలైన శాస్త్రవేత్తలు ఎంతో పరిశోధన చేశారు. వీరి పరిశోధనలో తేలిన కొన్ని ముఖ్య అంశాలు ఇవి. గెకో పాదానికి అడుగున చిన్న పొలుసుల్లాంటివి ఉంటాయి. ఇందులో అతి సన్నని దారాల్లాంటి నిర్మాణాలు ఉంటాయి. వీటిని ‘సెటే’ అంటారు. ఒక చదరపు మిల్లీమీటరు విస్తీర్ణతలో 14,000 సెటేలు ఇముడుతాయి. ఒక్క సెటే మందం 5 మైక్రాన్లు (1 మైక్రాన్ అంటే మిల్లీమీటర్ లో వెయ్యో వంతు) ఉంటుంది. అంటే మనిషి వెంట్రుక మందంలో సుమారు పదో వంతు అన్నమాట. ఈ సెటేలలో ఒక్కొక్కటీ కొన్ని వందల సూక్ష్మమైన కొసలుగా విడిపోతుంది. ఈ కొసల వ్యాసం 200 నానోమీటర్లు ఉంటుంది (1 నానోమీటర్ అంటే 1 మైక్రాన్ లో వెయ్యోవంతు). అంటే ఇవి మనకి కనిపించే కాంతి యొక్క తరంగదైర్ఘ్యం (వేవ్ లెంగ్త్) కన్నా సన్ననివి అన్నమాట.

వెల్క్రో దారాల మధ్య ఉండే బలమైన ఆకర్షణ శక్తి లాంటిదే గెకో పాదాలలోని ఈ అతిసూక్ష్మమైన దారాల వల్ల ఆ పాదాలకి అసమానమైన అంటుకునే శక్తి అలవడుతోంది. ‘మైక్రో స్కొపిక్ ఫోర్స్ సెన్సార్’ అనే పరికరంతో స్టాన్ ఫర్డ్ కి చెందిన టామ్ కెన్నీ ఈ సెటేల అంటుకునే శక్తిని కొలిచాడు. ఒక్క సెటే 20 మిల్లీగ్రాముల (అంటే ఓ చీమ బరువు) బరువుని మొయ్యగలదని తెలిసింది. అలాంటి ఓ మిలియన్ సెటేలు ఇరవై కేజీలు అంటే ఓ చిన్న పిల్లవాణ్ణి మొయ్యగలవు. గెకో యొక్క నాలుగు పాదాలలో ఉండే రెండు మిలియన్ సెటేలు కలిస్తే 40 కేజీల పైగా బరువుని మొయ్యగలవు. అంటే గెకో శరీరం బరువు సుమారు 100 గ్రాములు ఉంటే, దాని పాదాలలోని జిగురు దాని శరీరానికి 400 రెట్లు బరువు మొయ్యగలదన్న మాట.

గెకో పాదాలకి ఇంత బలమైన అంటుకునే లక్షణం ఎలా అబ్బింది? దానికి ఆధారమైన భౌతిక సూత్రాలు ఏమిటి? దీని మీద పరిశోధించిన బెర్కిలీ బృందం, అణువుల మధ్య ఉండే ‘వాన్ డెర్ వాల్’ బలాలు అనే రకం బలాలు గెకో పాదాల జిగురులోని రహస్యం అని కనుక్కున్నారు. ఈ వాన్ డెర్ వాల్ బలాలు చాలా బలమైనవే కాని అవి అణువుల మధ్య దూరాలు అతి తక్కువగా ఉన్నప్పుడే ప్రభావం చూపిస్తాయి. గెకో పాదాలలోని అతి సన్నని సెటేల వల్ల, పాదానికి బాహ్యవస్తువు యొక్క ఉపరితలానికి మధ్య దూరం అతితక్కువ అయ్యే అవకాశం ఉంది. అందుకే ఒక్క వేలి మీద గెకోలు తమ బరువంతా మోపుతూ గోడలకి వేలాడగలుగుతాయి.

గెకో పాదాలలోని అంటుకునే రహస్యం తెలిసినా మరో ముఖ్యమైన ప్రశ్న ఉండిపోయింది. పాదం అంటుకోవడం బాగానే ఉంది గాని, అది గోడ నుండి వేరుపడడం ఎలా? ఎప్పుడూ అంటుకుని ఉంటే గోడ మీద వేగంగా పరుగెత్తేదెలా? దీనికి సమాధానంగా గెకోపాదంలోని సెటేలకి బాహ్య ఉపరితలానికి మధ్య ఆకర్షణ బలం ఆ రెండిటి మధ్య కోణం మీద ఆధారపడుతుంది అంటారు నిపుణులు. పాదాన్ని నిలువుగా పైకెత్తడం కష్టం గాని, ఒక పక్క నుండి నెమ్మదిగా పైకెత్తడం (అట్లకాడతో పెనం నుండి దోసెని వేరు చేసినట్టు!) సాధ్యమే. అంటే పాదం మోపినప్పుడు నిలువుగా వేస్తూ, పైకెత్తే టప్పుడు ఒక పక్కనుండి పైకెత్తుతూ గెకో చాలా ఒడుపుగా అడుగులు వేస్తోంది అన్నమాట.

ఒక మామూలు బల్లి గురించి ఇంత హడావుడి ఏంటని కొందరు చిరాకు పడొచ్చు. కాని ఈ పరిశోధన వల్ల ఇంజినీరింగ్ రంగంలో ఎన్నో ప్రయోజనాలు ఉన్నాయని గుర్తించారు శాస్త్రవేత్తలు. గెకో పాదాల నిర్మాణాన్ని కృత్రిమంగా అనుకరిస్తూ బలంగా అంటుకునే టేప్ ని తయరుచెయ్యొచ్చు. అలాంటి టేప్ ఉన్న బూట్లు తొడుక్కుని ఆస్ట్రోనాట్ లు స్పేస్ షిప్ చుట్టూ, శూన్యంలో పడి కొట్టుకుపోతామన్న భయం లేకుండా, తనిఖీ చెయ్యొచ్చు. అమెరికాలో బాస్టన్ కి చెందిన ఐ.ఎస్. రోబోస్ అనే కంపెనీ గెకోలని అనుకరిస్తూ గోడలని ఎగబాకగల రోబోలని తయారుచేస్తోంది. వీటిని గెకోబాట్స్ అంటారు. గోడలెక్కగల ఈ రోబోలు అగ్నిమాపక దళాలకి ఎంతో ఉపయోగకరంగా ఉంటాయని ఆశిస్తున్నారు. యూనివర్సిటీ ఆఫ్ ఏక్రాన్ కి చెందిన భారతీయ శాస్త్రవేత్త ప్రొ. అజయన్ బృందం గెకో పాదాలని తలదన్నేలాంటి జిగురు పదార్థాన్ని నానోటెక్నాలజీతో తయారుచేశారు.

http://en.wikipedia.org/wiki/Gecko
http://geckolab.lclark.edu/dept/geckostory.html
http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=how-geckos-get-a-grip