12/Nov/06

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Imitando la adherencia de las patas de insectos

Los insectos llevan muchos cientos de millones de años sobre la Tierra. La selección natural ha seleccionado en algunos de ellos características que nos serían útiles a los humanos. ¿Por qué desarrollar ciertos conceptos desde cero cuando los podemos copiar de ellos?

Ahora en el Instituto Max Plank de Stuttgart (Alemania) se ha desarrollado un material adhesivo que imita las patas de los escarabajos. Este material está formado por una superficie microestructurada con pelillos con forma de seta que se adhiere a cualquier superficie por lisa que sea sin necesidad de usar pegamento alguno. Entre las posibles aplicaciones de este material podría recubrir la suela de las patas de robots escaladores.

Muchos insectos, arañas o geckos (salamanquesas) tienen una impresionante capacidad para caminar sobre las paredes o techos sin caerse. Analizando la piel de estos animales se puede apreciar que las patas están recubiertas de pequeñísimos pelos que les dan precisamente esa adherencia. Parece que estos animales han venido usando la nanotecnología desde hace millones de años sin ser conscientes de ello. Según los expertos del Max Planck la forma de esos pelillos es importante para conseguir la función. Así por ejemplo las puntas con forma de espátula de esos pelos es importante a la hora de proporcionar una fuerte adhesión.

Esto abre grandes expectativas. ¿Sería posible simplemente copiar la estructura en cuestión y obtener un material biomimético con las mismas características? La primera generación de materiales sintéticos creados por estos investigadores no eran tan adhesivos como se esperaba. Pero ahora parece que han dado un gran paso en la consecución de un material adherente que imita bien esta característica. Se han basado en la superficie de contacto de las patas de escarabajos que está recubierta de estructuras parecidas a setas minúsculas.

Según las pruebas el material obtenido presenta muy buenas características adhesivas, sirve para cientos de veces, no deja marcas visibles y puede ser limpiado perfectamente con agua y jabón.

Un lámina de cinco centímetros cuadrados recubierta de este material puede sujetar sobre una pared objetos que pesan 100 gramos. En techos naturalmente el límite es diferente.

Sobre superficies lisas como vidrio, madera pulida y similares este material se adhiere muy bien, pero en superficies rugosas no lo hace tan bien. Curiosamente a los insectos les pasa lo mismo, como es lógico.

Para manufacturar el material se utiliza un molde similar al utilizado en la cocina para hacer bizcochos o magdalenas y que hace de negativo de la estructura final. El molde se rellena con una mezcla polimérica a la que se le permite fraguar. Una vez ha polimerizado completamente se extrae la estructura del molde. Aunque parezca sencillo debemos de ser concientes de que no es fácil debido a los tamaños implicados, y requirió muchos ensayos de prueba y error para conseguir buenos resultados. La mezcla polimérica es también especial, si fuese más espesa no entraría en las microestructuras del molde, si fuese más fluida se saldría. Entre las posibles aplicaciones de este material estaría envoltorios especiales para proteger objetos delicados de vidrio o adhesivos decorativos reusables (adiós a los imanes de nevera) que se pegarían a cualquier superficie metálica o no.

Este nuevo material pronto tendrá aplicaciones industriales en el procesado y manejo productos de vidrio.

Ya se probó que este tipo de materiales permitía a un robot de 120 gramos trepar por un muro de vidrio sin problemas (Daltorio y colaboradores, 2005). Los investigadores trabajan ahora en refinar las microestructuras para mejorar la adhesión.

Sólo una pregunta para los inquietos, si las patas del gecko se adhieren tan bien a cualquier superficie, entonces también se pegará a ellas la suciedad, ¿cómo se las apañan para limpiarlas y poder así seguir usándolas?

Fuente: Neofronteras. Aportado por Eduardo J. Carletti