Чтобы создать роботов, способных ходить по воде, ученые оглядываются на насекомых. Если исключить замерзшую жидкость, то есть лед, следует признать, что человеку всегда было заказано передвигаться по воде. Так что гомо сапиенс, не обладая божественными способностями, должен был научиться плавать. Но некоторые животные имеют специальные приспособления и могут не только ходить, но и бегать по воде. Естественно, речь идет о насекомых, которые составляют 80% животного мира. Особое строение тела, шесть лап и их легкость — большие козыри в этих водных подвигах. Но секрет все же в том, что вода состоит из самой жидкости и так называемого «поверхностного натяжения».
Внутри водной массы все молекулы окружены себе подобными. Но на поверхности, между водой и воздухом, молекулы воды соприкасаются с другими молекулами только по бокам и снизу. Они как бы сплотили свои ряды, ведь большее количество энергии ушло в горизонтальном направлении, на грани между двумя стихиями. Именно здесь «сцепка» между молекулами воды наибольшая. Они соединяются таким образом, что образуют что-то похожее на тонкую пленку на поверхности воды, она чуть более упруга, чем остальная жидкость.
Общеизвестен эксперимент: на водную гладь кладут лист бумаги, а на него иголку. Когда бумага впитает в себя достаточно влаги и набухнет, она утонет. В то же время иголка останется на месте благодаря поверхностному натяжению. Приходилось наблюдать следующую картину: стакан воды, заполненный до краев, как бы «вспухает» над кромкой. Поверхностное натяжение позволяет молекулам воды, находящимся ближе к центру емкости, подниматься выше краев.
По этой более устойчивой пленке и передвигаются насекомые. Они распределяют свой вес на шесть лап. Но дело не только в этом, многие букашки имеют специальные железы на лапах, которые выделяют особое вещество, по консистенции похожее на масло или жир. Это гидрофобные субстанции, которые отталкивают воду. Насекомое опирается на тонкую пленку, которая прогибается под его весом, но не рвется. Между прочим, достаточно разлить на поверхности воды, например, мыльную воду, как поверхностное натяжение исчезнет, и ни одно даже самое изворотливое насекомое не сможет удержаться и утонет.
Самое известное существо, бегающее по воде, — водомерка. Маленький безобидный жучок на самом деле является плотоядным. Его способ охоты достоин особого удивления. Водомерка замирает на поверхности воды и «слушает». Едва почувствовав вибрацию, вызванную падением мошки или комара в воду, она начинает перемещаться со скоростью 5 см в секунду. Настигнув жертву, хищник использует хоботок как трубочку — высасывает содержимое добычи, как коктейль. На лапках насекомого растут тысячи очень тонких ворсинок длиной 50 микрометров, которые соприкасаются с поверхностью воды и способны выдержать вес, в 15 раз превышающий тяжесть водомерки (между 10 и 20 г).
Для многих исследовательских лабораторий насекомое служило моделью для создания маленьких роботов, способных ходить по воде (www.lefigaro.fr). И дело пошло, вернее заскользило. Ученые выяснили, что водомерка не ходит в прямом смысле слова, а создает вибрацию или маленькие завихрения на воде, эти течения и позволяют ей передвигаться. Для этой цели обитатель пресных водоемов использует только две лапы, а остальные играют роль коньков.
Возможно, когда-нибудь все эти подробности позволят и нам ходить по воде.
