En gecko som springer uppför en vägg eller över ett tak har länge fascinerat forskare och uppmuntrat dem att undersöka hur man kan utnyttja ödlans mystiska förmåga att trotsa gravitationen.

Medan mänskligt tillverkade enheter inspirerade av geckofötter har dykt upp de senaste åren, gör det möjligt för sina bärare att långsamt skala en glasvägg, de möjliga tillämpningarna av gecko-vidhäftningsteknologi går långt utöver Spiderman-liknande upptåg.

En forskare från Georgia Institute of Technology undersöker hur tekniken kan tillämpas i en industriell miljö med hög precision, såsom i robotarmar som används vid tillverkning av datorchips.

"Det finns många sätt som geckovidhäftning kan användas i en industriell miljö, speciellt vid hantering av ömtåliga material som kiselwafers som används vid tillverkning av datorprocessorer, sa Michael Varenberg, en biträdande professor vid Georgia Techs George W. Woodruff School of Mechanical Engineering.

Men innan robotarmar och andra enheter kan implementera geckovidhäftningsteknik, forskare behöver mer information om de mekaniska och fysiska egenskaperna hos de människotillverkade självhäftande ytorna.

I en studie publicerad 13 december in Journal of the Royal Society Interface , Varenberg tittade på en speciell typ av gecko-inspirerad självhäftande yta och minskade en rad vinklar där materialet fäster starkare och släpper greppet lättare.

Geckon får sin unika förmåga genom användning av små hårstrån som interagerar med ytor på en intermolekylär nivå. Det är en en-två-process under vilken de små filmliknande hårstråna pressas mot ytan och aktiveras med en klippning. De håller sedan antingen i ytan eller släpper lätt när de dras iväg åt olika håll.

För att den processen ska replikeras i en fabrik med hjälp av konstgjord limteknik, forskare måste bestämma de exakta vinklarna för att applicera en belastning för att få eller släppa greppet mellan robotarmen och kiselskivan.

Varenbergs team testade en väggformad mikrostrukturyta gjuten av polyvinylsiloxan och designad för att efterlikna geckos fästförmåga. Deras tester visade att den optimala fästvinkeln varierar mellan 60 och 90 grader, medan mikrostrukturen lossnar med noll kraft när avdragsvinkeln når 140-160 grader.

"Det relativt breda utbudet för att styra fästet och bortdragningen för dessa väggformade mikrostrukturer kommer att göra det lättare att bygga en mekanisk process runt den toleransen, sa Varenberg.

Det kan lova att ersätta en nuvarande metod som används under bearbetning och inspektion av kiselwafers i datorprocessorproduktion. Robotarmar använder keramiska chuckar som använder vakuum eller elektrostatiska gripdon för att plocka upp och hantera wafers. Strax efter installationen, de keramiska kontaktstolparna börjar slitas ner på grund av cyklisk belastning och släpper ut partiklar som potentiellt kan kontaminera baksidan av wafern vilket leder till litografiska defekter på dess framsida.

"Denna verklighet är oförenlig med de renhetsstandarder som krävs inom halvledarindustrin, "Att använda geckoadhesionsmikrostrukturer istället skulle vara bättre eftersom de inte genererar några skador på wafers och inte slits över tiden."

Nästa steg i forskningen inkluderar att förenkla tillverkningstekniken, arbeta med material av industriell kvalitet samt studera effekterna av miljö och ytgeometriska parametrar, sa Varenberg.