Para el pulpo y la sepia, cambiar instantáneamente el color y el patrón de su piel para desaparecer en el medio ambiente es solo parte de su destreza de camuflaje. Estos animales también pueden transformar su piel de manera rápida y reversible en una superficie 3D texturizada, lo que le da al animal un aspecto irregular.esquema que imita las algas, los corales u otros objetos que detecta y usa para camuflarse.
Esta semana, los ingenieros de la Universidad de Cornell informan sobre su invención de superficies estirables con transformación programable de texturas en 3D, una "piel de camuflaje" sintética inspirada en el estudio y el modelado de lo real en pulpos y sepias. Los ingenieros, junto con el colaborador y el biólogo cefalópodoRoger Hanlon, del Laboratorio de Biología Marina MBL, Woods Hole, informa sobre su actuador suave controlable en la edición del 13 de octubre de ciencia .
Dirigido por James Pikul y Robert Shepherd, el material activado neumáticamente del equipo se inspira en las protuberancias 3D, o papilas, que los cefalópodos pueden expresar en un quinto de segundo para el camuflaje dinámico, y luego retroceder para nadar sin elpapilas que imponen resistencia hidrodinámica.
"Muchos animales tienen papilas, pero no pueden extenderlas y retraerlas instantáneamente como lo hacen los pulpos y las sepias", dice Hanlon, quien es el principal experto en camuflaje dinámico de cefalópodos. "Estos son moluscos de cuerpo blando sin caparazón;su principal defensa es su piel transformada "
Las papilas son ejemplos de un hidrostato muscular, estructuras biológicas que consisten en músculo sin soporte esquelético como la lengua humana. Hanlon y los miembros de su laboratorio, incluida Justine Allen, ahora en la Universidad de Brown, fueron los primeros en describir elestructura, función y biomecánica de estas papilas 3D morphing en detalle.
"Los grados de libertad en el sistema de papilas son realmente hermosos", dice Hanlon. "En la jibia europea, hay al menos nueve conjuntos de papilas que son controladas independientemente por el cerebro. Y cada papila va desde un plano, 2Demerge a través de un continuo de formas hasta que alcanza su forma final, que puede ser cónica o como trilobios o una de una docena de formas posibles. Depende de cómo estén dispuestos los músculos en el hidrostato ". El avance de los ingenieros fue desarrollar tejido sintéticoagrupaciones que permiten que los materiales estirables en 2D programables extiendan y retraigan un rango de formas 3D objetivo.
"Los ingenieros han desarrollado muchas formas sofisticadas para controlar la forma de materiales blandos y elásticos, pero queríamos hacerlo de una manera simple que fuera rápida, fuerte y fácil de controlar", dice el autor principal James Pikul, actualmenteprofesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecánica Aplicada de la Universidad de Pensilvania. "Nos atrajo lo exitosos que son los cefalópodos para cambiar la textura de su piel, por lo que estudiamos y nos inspiramos en los músculos que permiten a los cefalópodos controlar su textura,e implementó estas ideas en un método para controlar la forma de materiales blandos y elásticos "
"Este es un ejemplo clásico de ingeniería bio-inspirada" con una gama de aplicaciones potenciales, dice Hanlon. Por ejemplo, el material podría transformarse de forma controlable para reflejar la luz en sus espacios 2D y absorber la luz en sus formas 3D ".tendría aplicaciones en cualquier situación en la que desee manipular la temperatura de un material ", dice.
El pulpo y la sepia solo expresan papilas con fines de camuflaje, dice Hanlon, y no para la locomoción, la señalización sexual o la agresión. "Para la natación rápida, el animal se beneficiaría de una piel suave. Para la señalización sexual, no querría versecomo una gran verruga vieja; quiere verse atractiva, como una pareja de aspecto genial. O si quisiera llevar a cabo una pelea, las papilas no serían una buena imagen para poner en la lucha. La señalización, por definición, tiene que serseñales muy claras e inequívocas. ¡Las papilas solo lo harían al contrario! "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio de biología marina . Original escrito por Diana Kenney. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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