Mengapa tokek dapat menempel di dinding?

kaki tokek

Pernahkah kita memperhatikan tokek yang berjalan di langit langit rumah, kemudian bertanya bagaimana itu bisa terjadi? Meskipun penelitian tentang anatomi sudah ada sekitar satu abad, tidak ada yang bisa mengetahui bagaimana hewan ini melakukannya.

Dan akhirnya para peneliti menemukan bahwa hewan ini menggunakan susunan bulu jari kaki yang rumit, membentuk ikatan antarmolekul dengan permukaan ketika berjalan. Tokek menggunakan ikatan antarmolekul ini untuk memanjat dinding vertikal, menempel terbalik atau bahkan menempel pada kaca [1].

Tokek dapat menempel pada permukaan karena jari-jarinya yang bulat ditutupi oleh ratusan rambut mikroskopis kecil yang disebut setae. Setiap seta berdiameter 5 mikron atau setara sepersepuluh diameter rambut manusia dan terbagi menjadi ratusan bulu yang bahkan lebih kecil yang disebut spatula dengan ukuran sekitar 200 nanometer. Spatula ini, berjumlah sekitar satu miliar per tokek [1] [2].

kaki tokek
Setae

Ketika berjalan rambut kecil ini sangat dekat dengan permukaan dinding dan langit-langit sehingga munculnya gaya van der Waals. Jenis ikatan ini terjadi ketika elektron dari molekul rambut tokek dan elektron dari molekul dinding saling berinteraksi dan menciptakan daya tarik elektromagnetik

Tokek terkenal karena kemampuannya untuk merayap di dinding yang vertikal dan bahkan menggantung terbalik melawan gravitasi. Para peneliti mempelajari jari kaki tokek ini dan sifat lengketnya untuk mengembangkan beberapa teknologi luar biasa; seperti teknologi yang dapat membuat manusia memanjat dinding layaknya spider-man. Dan juga selama beberapa dekade terakhir, para peneliti telah mengembangkan perekat sintetis dengan serat nano yang dirancang untuk meniru jari kaki tokek. Tetapi penelitian tentang hal tersebut menunjukkan bahwa alam masih lebih unggul dari ilmuwan di lab [2].

blank
Teknologi yang diilhami dari kaki tokek

Namun dalam artikel ini kita tidak akan membahas tentang gaya van der waals ini, melainkan tentang sebuah rumus sederhana untuk meyakinkan kita bahwa dengan adanya bulu halus maka ikatan antara kaki tokek dengan dinding menjadi sangat kuat.

Gaya antara kaki tokek dengan dinding bergantung dari jumlah atom yang berikatan serta jarak antara atom di kaki tokek dan atom di dinding. Banyaknya atom yang berikatan sebanding dengan luas permukaan yang bersentuhan antara kaki tokek dengan dinding. Akibatnya makin besar permukaan yang bersentuhan makin besar gaya Tarik yang dihasilkan. Luas permukaan yang bersentuhan antara kaki tokek dengan dinding meningkat dikarenakan adanya bulu halus ini.

Misalkan ketika tokek menempel di dinding, sehingga rambut-rambut ini menekuk dan menempel di dinding membentuk posisi tertidur. Misalkan panjang tekukan rambut adalah s; rambut di kaki tokek berjari-jari r; permukaan kaki totek yang menempel memiliki ukuran panjang x dan lebar y. sehingga luas permukaan kaki cicak yang menempel adalah

blank

Untuk satu rambut dengan bentuk silinder, memiliki luas penampang a = π r2. Dengan demikian banyaknya rambut yang menempel pada permukaan dinding adalah

blank

Lebar penampang memanjang rambut sama dengan diameter rambut. Sehingga, luas yang besentuhan satu rambut dengan permukaan adalah (2r)s. Karena terdapat N buah rambut tertekuk yang bersentuhan dengan permukaan maka luas efektif permukaan bersentuhan rambut dengan permukaan menjadi

Baca juga:

blank

Dari persamaan di atas dilihat bahwa luas penampang kontak berbanding terbalik dengan akar luas penampang rambut. Menunjukkan bahwa makin kecil luas penampang rambut (yang berarti makin kecil jari-jari rambut) maka luas penampang kontak makin besar. Jika e adalah gaya per satuan luas penampang yang bersentuhan, maka jelaslah di sini bahwa gaya ikat berbanding terbalik dengan akar luas penampang rambut [3].

Sumber Pustaka

[1] Mohan, P., Ayare, S., Pai, S., 2012. Gecko Stick. Int. J. Mod. Eng. Res. 2, 4347–4351.

[2] Geckos’ Sticky Secret? They Hang by Toe Hairs (https://www.livescience.com/47307-how-geckos-stick-and-unstick-feet.html)

[3] Mikrajuddin A. 2016. Fisika Dasar 1. ITB

Muchlis
Artikel Berhubungan:

Sponsor Warstek.com:

Yuk Ajukan Pertanyaaan atau Komentar