Imitando a la Naturaleza -La fantasía de caminar por las paredes

Alguna vez  has visto una lagartija subiendo por una pared o caminando por el cielo raso de una habitación? Seguro te habrás preguntado cual es el secreto de su agilidad y de donde viene la habilidad de adherirse tan bien a casi cualquier tipo de superficie. Incluso, más de un@, tal vez de pequeños (o ni tanto en algunos casos...), habrás fantaseado con poder subir por las paredes y caminar por el techo...

 El estudio e imitación de los métodos, diseños y procesos de la la Naturaleza se conoce como biomimética. Este es un concepto amplio que abarca desde el arte, como por ejemplo algunos los trabajos de Leonardo da Vinci, hasta la ciencia y tecnología. En el caso de las ciencias, los trabajos en biomimetismo pueden clasificarse generalmente en dos grupos: biomecánica y ciencia de materiales.Sin embargo, el ejemplo de la lagartija gecko es un caso especial que corresponde a ambas áreas.

Los gecko son un tipo de lagartijas nocturnas de las cuales existen alrededor de 850 especies. Existen en América desde el Sur hasta el norte de California, en el  Sur de Europa y Asia Central. La especie más estudiada es el Tokay Gecko, que habita en Asia.

A simple vista las patas del gecko no parecen muy especiales. Lo único que podemos observar son franjas transversales. Sin embargo, al mirarlas con un aumento de mil veces o más, se descubre la estructura responsable por sus propiedades adhesivas. Ella consiste del alrededor de 500 mil cerdas en cada pata que a su vez se dividen entre 100 y 1000 puntas cada una. El extremo de cada punta tiene una forma de estpátula. Es decir, estamos hablando de alrededor de 1 billón de posibles puntos de contacto entre la superficie y la piel del gecko. Pero, cómo es que esta estructura tan fina logra sostener a la lagartija? En este caso la Naturaleza nos dice "divide y vencerás" . Las pequeñas espátulas mencionadas anteriormente son tan pequeñas interactuan con la superficie a nivel molecular. En este rango de distancias interviene una fuerza llamada "fuerza de Van der Waals". Para que esta fuerza tenga una magnitud considerable, es necesario que las moléculas tengan una separación de menos de 2 nm (tome en cuenta que un nanómetro es un millon de veces mas pequeño que 1 milímetro). Por sí sola, esta fuerza no resultaría suficiente para sostener la lagartija. Pero si tomamos en cuenta el gran número de puntos de contacto entre la superficie y la piel de la lagartija, resulta suficiente para sostener su peso. Incluso, si todas las espátulas estuvieran en contacto con la superficie simultáneamente, la lagartija sería capaz de sostener a una persona de al menos 120 kg!

Por algún tiempo no se creyó posible imitar esta estructura tan detallada y fina. Pero hoy en día, gracias a las técnicas disponible es posible recrear materiales que si bien no son idénticos presentan propiedades muy similares. Incluso, alfrombras de cerdas de nanotubos de carbono constituyen un material que es incluso más adhesivo que las patas del gecko. (ver este link)

Cabe destacar también la interdisciplinariedad de esto temas en bioinspiración. Para lograr un completo balance entre observación, caracterización y reproducción es necesaria la participación de físicos, biólogos, químicos e ingenieros. 

Datos tomados del libro "The Gecko's Foot: Bio-inspiration: Engineering New Materials from Nature, de Peter Forbes"Imagen tomada de http://www.newscientist.com/articleimages/dn16340/1-nanotechnologys-biggest-stories-of-2008.html