Pega (física)

A adesão significa toda a força exercida entre duas substâncias em contato próximo e para evitar o deslizamento uma contra a outra. Essas substâncias são geralmente dois sólidos, mas um deles também pode ser um líquido ou um gás.

O valor da adesão é medido pela energia necessária para quebrar as ligações interatômicas ou intermoleculares que se opõem ao deslizamento .

A adesão não deve ser confundida com a adesão que designa os fenômenos físico-químicos que resultam na realização das ligações .

Origem de adesão

Em distâncias curtas, os átomos exercem uma atração entre eles, a força de van der Waals . Essa força se opõe ao movimento relativo das superfícies em contato.

A adesão também pode ser produto do vácuo (princípio da ventosa , que não funciona no vácuo sideral ), por exemplo usado na natureza pela lapa ou pela anêmona para ser fixada em um substrato liso ou pelo polvo. . Também falamos de adesão seca para descrever a notável adesão dos dedos da lagartixa a vários substratos.

Modelagem de adesão

Na ausência de adesão, a força de contato exercida por um objeto sobre o outro é perpendicular à superfície de contato. Devido à adesão, esta força pode ser inclinada com respeito ao normal; também podemos decompor o vetor de força em um vetor normal e um vetor tangencial ${\ vec {{\ mathrm {R}}}}$ ${\ vec {{\ mathrm {N}}}}$ ${\ vec {{\ mathrm {T}}}}$

{\ vec {{\ mathrm {R}}}} = {\ vec {{\ mathrm {N}}}} + {\ vec {{\ mathrm {T}}}}

em uma situação de adesão, pode ser diferente de zero. ${\ vec {{\ mathrm {T}}}}$

Se a intensidade da força tangencial ultrapassar um determinado valor, as superfícies começam a deslizar umas em relação às outras; deixa-se o campo de adesão para voltar ao de fricção . Este limite de intensidade T max depende de muitos fatores. O modelo mais simples é a lei de Coulomb .

Observe que podemos prever a intensidade da força tangencial limitante, mas a força tangencial pode assumir um valor arbitrário, possivelmente zero, desde que não exceda esse valor. Em geral, estamos interessados no caso limítrofe . $\ | {\ vec {{\ mathrm {T}}}} \ | = {\ mathrm {T _ {{max}}}}$

Órtese

Em algumas situações, você não consegue vencer o aperto. Este fenômeno é chamado de órtese . Pode ser usado intencionalmente, para travar um sistema, ou pode intervir de forma parasitária, causando um bloqueio inesperado.

Adesão por biomimética

Numerosas espécies animais ( lagartixa , polvo , lapa ...), plantas (crampon da trepadeira da Virgínia ), fúngicas , líquenicas e bacterianas ( biofilme ) desenvolveram soluções originais, eficazes e baratas na energia de adesão a um substrato. A biomimética estuda a tentativa de se inspirar , inclusive fora da biosfera .

Portanto, agarrar um objeto ou prendê-lo a uma superfície no vácuo ou em uma estação orbital continua sendo uma ação complexa. Por exemplo, garras de dedos opostos que imitam mal um aperto de mão grandes detritos espaciais, ventosas não funcionam no vácuo e adesivos químicos pegajosos são ineficazes nas temperaturas extremas da órbita da Terra. Garras que trabalham com filamentos de silício microscópicos , bioinspiradas pelas superfícies de "pega seca" dos dedos das lagartixas , foram desenvolvidas e testadas com sucesso em 2017. Essas novas ventosas também funcionam em terra, ficando, por exemplo, coladas na parede por várias semanas de testes . Futuros robôs poderiam ser equipados para realizar missões ou reparos em uma espaçonave ou para capturar detritos espaciais que bagunçam perigosamente a órbita terrestre .

Notas e referências