Van-der-Waals-Kräfte sind die schwachen Kräfte, die dazu beitragen intermolekularVerbindung zwischen Moleküle. Moleküle besitzen von Natur aus Energie und ihre Elektronen sind immer in Bewegung, so dass vorübergehende Konzentrationen von Elektronen in Die eine oder andere Region führt dazu, dass elektrisch positive Regionen eines Moleküls von den Elektronen eines anderen Moleküls angezogen werden Molekül. In ähnlicher Weise werden negativ geladene Regionen eines Moleküls durch negativ geladene Regionen eines anderen Moleküls abgestoßen.
Van-der-Waals-Kräfte sind die Summe der anziehenden und abstoßenden elektrischen Kräfte zwischen Atomen und Molekülen. Diese Kräfte unterscheiden sich von kovalenten und ionischen chemischen Bindungen, weil sie aus Schwankungen der Ladungsdichte von Partikeln resultieren. Beispiele für Van-der-Waals-Kräfte umfassen Wasserstoffbrückenbindung, Dispersionskräfteund Dipol-Dipol-Wechselwirkungen.
Van-der-Waals-Kräfte sind die schwächsten intermolekularen Kräfte
. Ihre Stärke reicht typischerweise von 0,4 Kilojoule pro Mol (kJ / mol) bis 4 kJ / mol und wirkt über Entfernungen von weniger als 0,6 Nanometern (nm). Wenn der Abstand weniger als 0,4 nm beträgt, ist der Nettoeffekt der Kräfte abstoßend, da sich Elektronenwolken gegenseitig abstoßen.Geckos, Insekten und einige Spinnen haben Setae auf den Fußpolstern, die es ihnen ermöglichen, extrem glatte Oberflächen wie Glas zu besteigen. Tatsächlich kann ein Gecko sogar an einem einzigen Zeh hängen! Wissenschaftler haben mehrere Erklärungen für das Phänomen angeboten, aber es stellt sich heraus, dass die Hauptursache für die Adhäsion mehr ist als die Van-der-Waals-Kräfte oder die Kapillarwirkung Elektrostatische Kraft.
Im Jahr 2014 testete die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) ihr von Geckos inspiriertes Geckskin, ein Material, das auf den Setae von basiert Gecko Fußpolster und sollen dem Militärpersonal Spider-Man-ähnliche Fähigkeiten verleihen. Ein 220-Pfund-Forscher, der zusätzlich 45 Pfund Ausrüstung trug, erklomm erfolgreich eine 26-Fuß-Glaswand mit zwei Kletterpaddeln.