Un gecko grimpant sur un mur ou à travers un plafond a longtemps fasciné les scientifiques et les a encouragés à étudier comment exploiter la mystérieuse capacité du lézard à défier la gravité.

Alors que des appareils fabriqués par l'homme inspirés des pieds de gecko sont apparus ces dernières années, permettant à leurs porteurs d'escalader lentement un mur de verre, les applications possibles de la technologie d'adhérence gecko vont bien au-delà des singeries de Spiderman.

Un chercheur du Georgia Institute of Technology étudie comment la technologie pourrait être appliquée dans un environnement industriel de haute précision, comme dans les bras de robot utilisés dans la fabrication de puces informatiques.

"Il existe de nombreuses façons d'utiliser l'adhérence du gecko dans un environnement industriel, en particulier dans la manipulation de matériaux délicats comme les plaquettes de silicium utilisées dans la fabrication de processeurs informatiques, " a déclaré Michael Varenberg, professeur adjoint à la George W. Woodruff School of Mechanical Engineering de Georgia Tech.

Mais avant que les bras de robot et d'autres appareils puissent mettre en œuvre la technologie d'adhérence gecko, les chercheurs ont besoin de plus d'informations sur les caractéristiques mécaniques et physiques des surfaces adhésives fabriquées par l'homme.

Dans une étude publiée le 13 décembre dans Journal de la Royal Society Interface , Varenberg a examiné un type particulier de surface adhésive inspirée du gecko et a réduit une gamme d'angles auxquels le matériau s'attachera plus fort et libérera son adhérence plus facilement.

Le gecko tire sa capacité unique de l'utilisation de minuscules poils qui interagissent avec les surfaces à un niveau intermoléculaire. C'est un processus un-deux au cours duquel les minuscules poils ressemblant à un film sont pressés sur la surface et engagés dans une action de cisaillement. Ils se maintiennent ensuite à la surface ou se libèrent facilement lorsqu'ils sont retirés dans différentes directions.

Pour que ce processus soit répliqué dans une usine utilisant la technologie des adhésifs artificiels, les chercheurs doivent déterminer les angles précis auxquels appliquer une charge pour obtenir ou relâcher la prise entre le bras robotique et la plaquette de silicium.

L'équipe de Varenberg a testé une surface de microstructure en forme de paroi moulée en polyvinylsiloxane et conçue pour imiter la capacité de fixation du gecko. Leurs tests ont montré que l'angle de fixation optimal varie entre 60 et 90 degrés, tandis que la microstructure se détache à force nulle lorsque l'angle d'arrachement atteint 140-160 degrés.

"Cette plage relativement large pour contrôler la fixation et le retrait de ces microstructures en forme de paroi facilitera la construction d'un processus mécanique autour de cette tolérance, " a déclaré Varenberg.

Cela pourrait être prometteur pour remplacer une méthode actuelle utilisée lors du traitement et de l'inspection des plaquettes de silicium dans la production de processeurs informatiques. Les bras de robot utilisent des mandrins en céramique qui utilisent des pinces à vide ou électrostatiques pour ramasser et manipuler les plaquettes. Peu de temps après l'installation, les bornes de contact en céramique commencent à s'user en raison du chargement cyclique et libèrent des particules qui peuvent potentiellement contaminer la face arrière de la plaquette, entraînant des défauts de lithographie sur sa face avant.

"Cette réalité est incompatible avec les normes de propreté exigées dans l'industrie des semi-conducteurs, " a déclaré Varenberg. " Il serait préférable d'utiliser des microstructures d'adhérence gecko à la place car elles ne génèrent aucun dommage aux plaquettes et ne s'usent pas avec le temps. "

Les prochaines étapes de la recherche comprennent la simplification de la technique de fabrication, travailler avec des matériaux de qualité industrielle ainsi qu'étudier les effets de l'environnement et des paramètres de géométrie de surface, dit Varenberg.