Ingenieros detallan que las propiedades de las plumas podrían conducir a obtener mejores adhesivos

Plumas. / Pexels.com.
Plumas. / Pexels.com.

¿Son las plumas mejores que el velcro?

Ingenieros detallan que las propiedades de las plumas podrían conducir a obtener mejores adhesivos

Las estructuras que unen las púas en plumas de aves podrían proporcionar un modelo para nuevos adhesivos y nuevos materiales aeroespaciales, según un nuevo estudio. Los investigadores imprimieron en 3D modelos de las estructuras para comprender mejor sus propiedades.

Es posible que hayas visto a un niño jugar con una pluma, o puedes haber jugado tú mismo: pasa la mano por las púas de una pluma y observa cómo la pluma se desabrocha y cómo, al mismo tiempo, parece que las cremalleras se vuelven a juntar milagrosamente.

Ese mecanismo de cierre "mágico" podría proporcionar un modelo para nuevos adhesivos y nuevos materiales aeroespaciales, según ingenieros de la Universidad de California en San Diego. Ellos detallan sus hallazgos en la edición del 16 de enero de Science Advances en un artículo titulado "Escalamiento de alas de pájaros y plumas para un vuelo eficiente".

La investigadora Tarah Sullivan, quien obtuvo un doctorado en ciencia de los materiales de la Jacobs School of Engineering de UC San Diego, es la primera en aproximadamente dos décadas en examinar detalladamente la estructura general de las plumas de las aves (sin centrarse en una especie específica). Ella imprimió en 3D estructuras que imitan las paletas, púas y pústulas de las plumas para comprender mejor sus propiedades, por ejemplo, cómo la parte inferior de una pluma puede capturar aire para levantar, mientras que la parte superior de la pluma puede bloquear el aire cuando la gravedad necesita para hacerse cargo.

Sullivan descubrió que las pústulas, las estructuras más pequeñas y en forma de gancho que conectan púas de plumas, están separadas entre 8 y 16 micrómetros entre todas las aves, desde el colibrí hasta el cóndor. Esto sugiere que el espaciamiento es una propiedad importante para el vuelo.

"La primera vez que vi púbulas de plumas bajo el microscopio me impresionó su diseño: intrincado, hermoso y funcional", dijo. "Al estudiar las plumas en muchas especies, fue sorprendente encontrar que, a pesar de las enormes diferencias en el tamaño de las aves, el espaciado de las barbículas era constante".

Sullivan cree que estudiar más a fondo la estructura de las paletas de púas podría conducir al desarrollo de nuevos materiales para aplicaciones aeroespaciales y nuevos adhesivos. Ella construyó prototipos para demostrar su punto, que analizará en un documento de seguimiento. "Creemos que estas estructuras podrían servir como inspiración para un adhesivo unidireccional entrelazado o un material con una permeabilidad adaptada direccionalmente", dijo.

Sullivan, que forma parte del grupo de investigación de Marc Meyers, profesor en los Departamentos de Nanoingeniería e Ingeniería Mecánica y Aeroespacial en UC San Diego, también estudió los huesos encontrados en las alas de las aves. Como muchos de sus predecesores, descubrió que el húmero, el hueso largo en el ala, es más grande de lo esperado, pero fue un paso más allá y, usando ecuaciones mecánicas, fue capaz de mostrar por qué ocurre eso.

Descubrió que debido a que la resistencia de los huesos de las aves es limitada, no puede aumentar proporcionalmente con el peso de las aves. En su lugar, necesita crecer más rápido y ser más grande para ser lo suficientemente fuerte como para resistir las fuerzas a las que está sujeto durante el vuelo.

Esto se conoce como alometría, el crecimiento de ciertas partes del cuerpo a diferentes ritmos que el cuerpo en general. El cerebro humano es alométrico: en los niños, crece mucho más rápido que el resto del cuerpo. Por el contrario, el corazón humano crece proporcionalmente al resto del cuerpo: los investigadores lo llaman isometría.  @mundiario

 

 

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