Teknologi Perekat Lem Modern

Kaki TokekBaru-baru ini para ilmuan telah berhasil membuat bulu halus yang terdapat pada kaki tokek yang digunakan untuk menempel. Bulu buatan ini, meski masih belum sempurna, bekerja mirip dengan jutaan bulu halus pada kaki tokek yang memungkinkan untuk menempel diatas permukaaan yang berbeda, tidak rata, kotor bedebu, dan lingkungan dimana lem-adhesive biasa tidak mampu.

Full, besama rekannya di Lewis & Clark College, UC Santa Barbara, dan Stanford University, melaporkan temuannya tentang rahasia tokek dalam menggunakan bulu halusnya untuk menempel tanpa penggunaan penghisap, lem, ataupun listrik statis. Mereka menemukan bahwa sudut antara bulu halus dengan bidang permukaan adalah hal yang menentukan dalam mengontrol daya menempel dan melepaskan pada tokek. Ratusan atau ribuan lapisan kecil yang terdapat pada ujung bulu-bulu halus tokek (disebut spatulae) akan menempel pada permukaan bidang dan berinteraksi secara molekuler.

Dengan lebih dari 500 ribu bulu halus untuk setiap kaki, dan ratusan sampai ribuan spatulae per bulu, akan menghasilkan interaksi molekular (dalam kimia di sebut gaya van der waals) total sebesar 1000 kali berat tubuh tokek.

Awalnya, tim ilmuan menduga daya rekat pada tokek sama dengan pada beberapa hewan, kodok, serangga, dan beberapa mamalia yang dapat menempel pada permukaan berdasarkan daya rekat kapiler, mengambil keuntungan dari tegangan permukaan cairan. Kebanyakan dari hewan-hewan ini memiliki semacam kelenjar pada kakinya yang menghasilkan cairan yang membuat mereka dapat menempel. Namun diketahui ternyata tokek tidak memiliki kelenjar seperti itu. Tak diragukan, spatulae pada ujung bulu-bulu halus di kaki dapat berinteraksi dengan lapisan air sangat tipis yang terdapat pada hampir seluruh permukaan.

Pada 2005, sebuah tim yang diketuai oleh Kellar Autumn, dosen biologi di Lewis & Clark College di Portland, Oregon, untuk pertama kalinya berhasil mengungkapkan bahwa tokek menjaga kaki lengketnya tetap bersih dengan mengebaskan partikel tanah setiap kali melangkah.

Kaki tokek sangat berlawanan dengan selotip yang menjadi “magnet” untuk menarik debu serta kotoran dan tidak dapat dipakai ulang. Dengan perekat tokek ini, bisa dibuat material pertama yang dapat menempel sekaligus membersihkan diri dari debu setiap kali kontak.

Saat ini ilmuwan di University of California, Berkeley, Amerika Serikat, telah berhasil menciptakan lem sintetis yang mirip dengan cara kerja kaki lengket tokek. Ini adalah lem pertama yang dapat membersihkan sendiri kotoran dan debu yang melekat sehabis digunakan tanpa memerlukan air atau bahan kimia (self-cleaning dry adhesive). Tidak seperti isolasi yang hanya bisa sekali pakai karena kotoran dan gangguan debu yang ikut menempel. Self-cleaning dry adhesive akan mempunyai banyak manfaat, seperti pada teknologi super konduktor, dan dapat menempel di bawah air dan di luar angkasa.

Selain itu juga penemuan ini membawa para ilmuwan itu semakin dekat dengan tujuan membuat robot segala medan yang dapat memanjat dinding dan langit-langit di lingkungan alami, bukan cuma di atas kaca yang bersih. Robot ini bisa pergi ke mana pun diperlukan, mungkin untuk mencari korban yang selamat setelah bencana.

This illustration shows how a dirt particle clinging to the gecko-inspired adhesive becomes more attached to a glass surface than to the adhesive’s microfibers, resulting in a dry self-cleaning effect. (Fearing lab/UC Berkeley)

Dalam studi terbaru, para ahli merancang perekat dengan serat mikro yang terbuat dari polimer kaku. Dengan menggunakan bola-bola mikro berdiameter 3-10 mikrometer untuk mensimulasikan kontaminan, para ilmuwan bisa menunjukkan bahwa serat mikro menekan partikel bola-bola mikro ke ujung serat ketika perekatnya tidak menyentuh permukaan. Ketika serat menekan permukaan halus, kontaminan membuat kontak yang lebih besar dengan permukaan dibanding dengan serat.