El pez nostálgico del norte del tamaño de un dedo emplea una de las mejores ventosas del mundo. Un pequeño disco en su vientre puede adherirse a superficies húmedas, viscosas e incluso rugosas y soportar hasta 230 veces su propio peso corporal.
Un equipo de la Universidad de Washington inspirado por el poder de succión del pez se propuso desarrollar una ventosa artificial que se basa en el diseño de la naturaleza. Su prototipo, descrito en un artículo publicado el 9 de septiembre en la revista Transacciones filosóficas de la Royal Society B , en realidad, se desempeñó mejor que el clingfish
"Me gusta decir que la naturaleza siempre es la mejor", dijo la autora principal Petra Ditsche, quien comenzó este trabajo como investigadora postdoctoral en UW Friday Harbor Laboratories en la isla de San Juan ". En este caso, al considerar su fuerza de apego, nuestrolas ventosas son mejores "
Las ventosas podrían ser útiles en varias industrias que requieren una fuerza de adherencia fuerte pero reversible en superficies rugosas o texturizadas. Esto podría incluir marcar ballenas y otros animales marinos, colocar sensores en superficies acuáticas sucias u operar vehículos submarinos para limpiar el barcoLas aplicaciones en el diseño de caddie de ducha o procesamiento industrial son otros campos interesantes de aplicación para las ventosas bioinspiradas, dijeron los investigadores.
La clave de su gran avance en la ventosa fue comprender cómo funciona la succión natural del pez pegajoso de manera tan efectiva, especialmente en superficies rugosas que normalmente hacen que falle una ventosa fabricada.
Clingfish tiene un disco en sus barrigas que les permite sostenerse con gran tenacidad. El borde del disco está cubierto con capas de estructuras de tamaño micro, de gran tamaño, en muchos tamaños diferentes. Este efecto en capas crea más fricción a lo largo del bordey ayuda a los peces a adherirse a superficies rugosas. Todo el disco es flexible y elástico, lo que le permite adaptarse y aferrarse a superficies ásperas e irregulares.
"Estos peces son tan evocadores en lo que pueden hacer. Pueden adherirse a rocas irregulares cubiertas de algas, y no se puede comprar algo que se adhiera reversiblemente a esas rocas", dijo el coautor Adam Summers, profesor de biología yde ciencias acuáticas y pesqueras con sede en Friday Harbor Labs. "Una gran cantidad de experimentación y escepticismo finalmente nos llevó a comprender cómo funcionaba".
Hay alrededor de 110 especies conocidas en la familia de los peces que se encuentran en todo el mundo. La población alrededor de las Islas San Juan es robusta y saludable. A menudo se aferran a las rocas cerca de la costa, y durante la marea baja se pueden ver en las piscinas de mareay debajo de las rocas.
Muchos animales marinos pueden adherirse fuertemente a las superficies submarinas, estrellas de mar, mejillones y anémonas, por nombrar algunos, pero pocos pueden liberarse tan rápido como el pez, especialmente después de generar tanto poder de adherencia.
Después de más de cinco años dedicados a descifrar cómo funcionan las ventosas, los investigadores comenzaron a construir su propio prototipo, tomando prestado de las innovaciones de la naturaleza.
El equipo descubrió después de años de pruebas de laboratorio que la combinación de diferentes materiales ayudó a dar a las ventosas artificiales una estructura rígida que era lo suficientemente fuerte como para mantener la tensión, mientras que también era lo suficientemente suave y flexible como para ajustarse y adherirse a superficies rugosas. También encontraron una manerapara aumentar la fricción en el borde de la copa.
"Esta combinación de todos estos aspectos diferentes finalmente nos dio buenos resultados y nos permitió realmente construir una ventosa que sea capaz de adherirse fuertemente a superficies rugosas", dijo Ditsche.
Los investigadores probaron varias iteraciones de su diseño de ventosas pegándolas a un espectro de superficies ásperas y lisas, luego tirando hasta que cada copa fallara usando una máquina de prueba. Hicieron las mismas pruebas usando el disco de succión de pez pegajoso natural. Cada vez,la copa artificial más avanzada superó la succión del pez en todas las superficies.
Ditsche dijo que el prototipo está listo para dar el siguiente paso, idealmente en colaboración con ingenieros que podrían desarrollar el concepto aún más con productos y aplicaciones específicos en mente. Dependiendo de cómo se usen las copas, factores como la temperatura y la exposición al solpodría requerir un ajuste fino del diseño.
"Hay una comprensión de cómo funciona algo. Y luego hay una comprensión de cómo funciona tan bien que realmente puedes hacer una. La biología no siempre te da esa oportunidad", dijo Summers. "Esta es una situación realmente inusual, donde cuandomiramos de cerca con el tiempo, nos dimos cuenta de que podíamos imitar lo que vimos "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Washington . Original escrito por Michelle Ma. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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