ヤモリの足の驚くべき粘着力

ヤモリは、壁をよじ登ったり、重力に逆らったりする小さな爬虫類で、何世紀にもわたって私たちの魅力してきました。
しかし、何故そのような不思議な現象が可能なのでしょうか? その答えは、彼らの驚くべき足、特に驚異的な粘着力をもたらす何百万もの微細な毛状構造にあります。

ヤモリの足の構造

多くの動物に見られる滑らかな肉球とは異なり、ヤモリの足は、接着のために最適化された高度で特殊な構造を誇っています。
各足の底面は、数十万の毛で覆われています。 これらの微細な毛は人間の髪の毛よりも細く、直径約 5 マイクロメートル、長さ 100 マイクロメートルで、さらに枝分かれしてヘラと呼ばれるさらに小さな構造になっています。
何百万もの小さな毛がヤモリの足を覆い、それぞれの毛にはさらに細い毛が何百本も付いていることを想像してみてください。これがヤモリの粘着力を可能にする驚くべき構造です。

しかし、その粘着力は単なる物理的な構造を超えています。
毛の表面は、接着に重要な役割を果たすワックス状分子である脂質層で覆われています。 これらの脂質はヤモリが登る表面物質との間の接触面積を最大化します。

ファンデルワールス力の作用

私たちが使用する接着剤やテープとは異なり、ヤモリ余計な接着剤を使用しません。
その代わりに、ファンデルワールス力と呼ばれる弱い分子力を利用します。 これらの力は、電子の一時的な変動によって生じ、ヤモリの毛と接触している表面との間に弱い相互引力が生じます。

ここで膨大な数の毛が活躍します。 何百万もの毛が接触すると、個々の弱いファンデルワールス力が集合して大きな粘着力となり、ヤモリは最も滑らかな表面にも貼りつくことができるのです。

剛毛の柔軟性も重要な役割を果たします。 ヤモリが足を表面に押し付けると、毛が曲がり、微細な凹凸に適合し、接触面積が最大化され、ファンデルワールス力がさらに強化されます。 構造、材料特性、および物理的力のこの驚くべき組み合わせにより、ヤモリは重力に逆らって、テフロンのような特に表面エネルギーが特に低いものを除き、ほぼすべての表面に付着することができます。