Есть такой великолепный фильм. Называется он Человек-паук.
Вариантов экранизации есть огромное количество, но мне больше всего пришёлся по душе фильм с Тоби Магуайром. Правда поговорим мы сегодня не про сам фильм и его достоинства и недостатки, а как обычно, обладая инженерными знаниями, проанализируем одну из технологий в фильме.

И да, конечно опустим тот факт, что существование такого мутанта само по себе невозможно 🙂
Кстати…Стоило бы выложить, как на самом деле выглядит укус паука при некоторых условиях, но боюсь забанят за шок-контент. Поэтому, поищите для информации данные в самом же Яндексе.
Теперь ближе к теме.
Наверняка многие из вас обратили внимание, как лихо человек-паук лазает по стенам! После модификации он просто берет и ползет по стене как таракан, ну или да, как паук.
По версии создателей фильма эту способность ему обеспечивают примочки, аналогичные обычному пауку. На пальцах у него образовались некоторые щетинки, которые должны его держать на стене.

Но, давайте сперва обсудим механизм зацепа за стену самого паука.
Пауки, как и другие насекомые, обладают щетинистыми лапками. На них есть специальные зацепки. Конструкция этих зацепок подробно изучалась наукой.
Оказалось, что каждый шип на лапке паука состоит из тонкого волоска, представляющего собственно сам шип, а волосок этот покрыт ещё более мелкими волосками. В итоге получается некоторая конструкция, напоминающая ёлку.
Волоски мельчатся до уровня нанотрубок, а их взаимодействие с поверхностью переходит уже на уровень Ван-дер-ваальсовых взаимодействий.
Т.е. фактически, настолько мелкие иголочки на лапах притягиваются к стене уже на атомном уровне.

В итоге, обычный паук вполне неплохо чувствует себя на любых поверхностях и способен бегать по потолку. Чем кошмарит женскую, да и некоторую мужскую, часть нашего общества.
Теперь есть такая штука в лабораторном практикуме, как масштабируемость эффекта. Если мы, скажем, провели эксперимент в объеме одного стакана, то в большинстве случаев закономерности будут работать и в объеме огромной бочки. По этой логике и эффект паука должен работать и у человека-паука.
Но, когда мы делаем масштабирование, делать его нужно правильно и корректно. Догадываетесь о чем идёт речь?
Верно! У паука 8 ног (или 6 ног),а у Питера всего 4 ноги :)…
При этом, в фильме делается акцент на том, что волоски эти выросли у него только на пальцах. Ну предположим, что ещё на ногах и коленях, если исходить из его манеры бегать по стенам.
Очевидно, что та площадь, которая взаимодействует со стеной у паука, должна быть эквивалентна площади у человека. Но вот тут есть некоторый просчёт, который заметен невооруженным взглядом.
Известно, что у паука есть 170 кратный запас по силе прилипания, относительно его массы. Площадь заусенцев на руках Питера явно меньше суммарной площади заусенцев на лапках паука.
Значит, для того, чтобы удержаться на стенке, Питеру нужно иметь вес, превышающий вес паука не более, чем в 170 раз. На практике цифры гораздо более серьезные. Значит, по этой логике человек-паук смог бы только газету к руке примагничивать, а вот бегать по стенам не вышло бы.
Интересно отметить, что журнал популярная механика публиковал результаты подобного исследования. Описывалась попытка создать костюм, который позволил бы человеку ползать по стенам, как человек-паук в кино.
Там логика была построена на попытке повторить лапки геркона. Геркон тоже неплохо бегает по стенам.. 🙂 Помогает ему в этом специальная липучка на лапах, которая тоже взаимодействует с поверхностью на уровне сил Ван-дер-ваальса.
При пересчете оказалось, что если соотнести массу человека и массу геркона, то при площади, образуемой липучкой на костюме человека, удержаться на стене он не сможет. Разработчик планирует внедрить идею нанотрубок, чтобы увеличить эффективную площадь взаимодействия.
Получается, что в фильме картина явно приукрашена.