شکست ناباورانه‌ اسپایدرمن از ریاضیات

وبسایت وی آر: مارمولک، بزرگ‌ترین جانوری است که می‌تواند از دیوار صاف بالا برود.


گروهی از پژوهشگران دانشگاه کمبریج با بررسی توانایی جانوران در چسبیدن و راه رفتن روی دیوار به این نتیجه رسیده‌اند که اسپایدرمن برای آن‌که بتواند از دیوار صاف بالا برود، باید دست‌ها و پاهایی معادل ۴۰ درصد مساحت بدنش داشته باشد و کفش‌های شماره‌ی ۱۴۵ بپوشد! صدالبته پژوهشگران قصد ناامید کردن طرفداران اسپایدرمن یا کشاندن استن لی (خالق اسپایدرمن) به دادگاه را نداشتند، بلکه هدف آن‌ها بهبود عملکرد چسب‌های مارمولکی است. خارج از دنیای کمیک‌بوک‌ها و در طبیعت، بزرگ‌ترین جانداری که از دیوار صاف بالا می‌رود، مارمولک است که این توانایی را از کف‌پای وسیع و چسبنده‌اش دارد؛ اما چرا این توانایی به مارمولک و جانداران ریزتر محدود می‌شود؟ زیرا هرچه جانور بزرگ‌تر باشد، به سطح وسیع‌تری از دست‌وپا برای چسبیدن نیاز دارد و سرعت رشد سطح باید بیشتر از سرعت رشد جانور باشد. پژوهشگران دانشکده‌ی جانورشناسی دانشگاه کمبریج درمجموع۲۲۵ جانور با قابلیت بالارفتن از سطوح عمودی را بررسی کردند که شامل حشرات، قورباغه‌ها، عنکبوت‌ها، مارمولک‌ها و تنها پستاندار با این قابلیت (خفاش) می‌شد. شباهت پای این موجودات بسیار زیاد بود و مهم‌ترین تفاوت بین آن‌ها، نرخ رشد سریع‌تر ابعاد کف پا در مقایسه با نرخ رشد جثه‌ی جانوران بود. عامل این تفاوت، قانون مربع-مکعب است که می‌گوید به‌ازای هر مقدار تغییر در جثه‌ی جانور، سطح جانور با توان دو (مجذور) و حجم آن با توان سه (مکعب) افزایش می‌یابد بنابراین حیوان دیوارنورد (!) هرچه بزرگ‌تر شود، کف چسبناکی دست‌وپاهایش باید وسعت به‌مراتب بیشتری پیدا کند تا بتواند وزن اضافی حاصل از افزایش مکعبی حجم را تحمل کندو تداوم این روند از جایی به بعد امکان‌پذیر نیست.

طبق محاسبات، مارمولک بزرگ‌ترین حیوانی است که می‌تواند با پاهای چسبنده دیوارنوردی کند و استفاده از پاهای چسبنده برای جانوران بزرگ‌تر عملی نیست، اما بسیاری از جانوران مستقل از یکدیگر به پاهای چسبنده‌ی مشابهی دست یافته‌اند که نشان می‌دهد افزایش چسبندگی، پاسخی عمومی برای مشکل افزایش ابعاد سطح چسبنده است. برای مثال، قورباغه‌های درختی به‌جای افزایش سطح دست‌وپا، چسبندگی آن سطوح را افزایش داده‌اند. پژوهشگران امیدوارند نتایج این تحقیق به تولید چسب‌های قوی بزرگ‌مقیاس و قابل‌کنترل منتهی شود.

برای دیوارنوردی، چند درصد از سطح بدنتان باید با لایه‌های چسبناک پوشیده شود؟