Como autostopistas del mundo marino, el pez rémora es bien conocido por obtener paseos gratis agarrándose a los anfitriones con su disco de succión, una aleta dorsal altamente modificada en su cabeza. Ahora, trabajo investigando el disco de succión, que aparece el 26 de febrero.en la revista Materia - revela que uno de los secretos del fuerte agarre del pez se encuentra dentro de la arquitectura única del borde del disco.
"La forma del cuerpo del pez rémora y su escasa capacidad para nadar no le dan una ventaja en la naturaleza", dice el coautor principal Li Wen de la Universidad de Beihang, al describir el pez de cabeza plana y parecido a una anguila. "El pez tenía que hacerlo".evolucionar su aleta en una ventosa para hacer autostop por dos razones: comida y apareamiento ".
El disco de succión de la rémora, también conocido como pez lechón o chupa-tiburones, es tan poderoso que los peces pueden incluso permanecer unidos a los delfines que saltan. Para comprender el mecanismo subyacente, los investigadores observaron el tejido en el labio blando deEl disco de succión. Entre la superficie y la capa debajo de la piel, descubrieron una estructura única: fibras de colágeno orientadas verticalmente. La estructura fibrosa proporciona elasticidad para maximizar el contacto con los sustratos y disminuye la deformación del labio para mantener su fuerza adhesiva.primer artículo para revelar la estructura morfológica detallada del tejido del disco labial en peces rémora.
"Nuestra investigación sobre las rémoras comenzó con el estudio de nuestro coautor principal Li Wen sobre la estructura de la piel de los tiburones", dijo el autor correspondiente Juan Guan de la Universidad de Beihang. "Nos fascinó el hecho de que el disco de succión de las rémoras se puede adherir a las superficies comoáspero como la piel de un tiburón. Los tiburones nadan muy rápido, pero las rémoras pueden agarrarse a la piel de los tiburones con mucha fuerza. "
Inspirándose en los peces, los investigadores diseñaron un disco biomimético infundido con fibras de nailon verticales con flocado electrostático, una técnica que utiliza una carga eléctrica para alinear las fibras. En comparación con los discos de silicio puro, los discos biomiméticos demuestran una mejora de la adhesión del 62,5% y muestranIncremento de 3,4 veces en el tiempo de fijación. Además, la ventosa biomimética reforzada con fibra puede colgarse de objetos pesados, irregulares, ásperos e incluso en condiciones acuáticas.
"Existen algunas limitaciones en el control de la densidad de la fibra", dice Guan. Aunque el nailon y el colágeno son similares hasta cierto punto, no podemos imitar completamente su composición morfológica y química. Pero probamos un concepto simple: agregandofibras a su ventosa, puede mejorar significativamente la funcionalidad de la ventosa. Estamos haciendo un trabajo que se puede aplicar en la vida real ".
El siguiente paso del equipo es mejorar la ventosa biomimética actual mediante el estudio e imitación de la estructura en la superficie de la piel y la capa debajo de la piel. Otras mejoras incluyen la introducción de materiales biodegradables y ecológicos como la seda. El desarrollo de fibras verticales podríatambién se puede aplicar en robótica suave para lograr movimientos intrincados mediante el control de la deformación.
"Hay mucho potencial en aplicaciones futuras", dice Wen. Soy ingeniero mecánico; hago robots. Si podemos hacer un robot con un disco de succión tan fuerte como el de la rémora, podría viajar por el mundo conectadoa ballenas y tiburones. El dispositivo biomimético móvil podrá recopilar datos biográficos y ambientales significativos. Espero que el disco de succión se pueda aplicar para proteger el medio ambiente marino y contribuir al sistema de biovigilancia marina en el futuro ".
Este trabajo fue apoyado por los Fondos de Investigación Fundamental para las Universidades Centrales, los proyectos de apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China y el Programa Nacional de Investigación y Desarrollo Clave de China.
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