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Creación de un material adhesivo seco inspirado en los pies de los escarabajos

Unos investigadores alemanes se han inspirado en la naturaleza para crear un material adhesivo seco que se adhiere a las superficies más lisas.

El ser humano siempre se ha maravillado de la capacidad de algunas criaturas como los insectos y determinados lagartos de trepar po...

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Unos investigadores alemanes se han inspirado en la naturaleza para crear un material adhesivo seco que se adhiere a las superficies más lisas.

El ser humano siempre se ha maravillado de la capacidad de algunas criaturas como los insectos y determinados lagartos de trepar por paredes verticales e incluso de caminar por los techos sin caerse. Una investigación llevada a cabo recientemente ha demostrado que estos animales deben su «adherencia» a la presencia de unos pelos extremadamente finos en sus pies que optimizan el contacto con la superficie. Mucha gente ha intentado reproducir estos sistemas pero, hasta ahora, los materiales artificiales resultantes han tenido un ciclo de vida limitado y simplemente no eran tan adherentes como las versiones naturales.

Ahora, investigadores del Instituto Max Planck de Investigación de Metales y Gottlieb Binder, una empresa especializada en sistemas de adhesión, han logrado producir un material adhesivo cuya microestructura está basada en las plantas de los pies de los insectos. Sus resultados han sido publicados en la primera edición en línea del «Journal of the Royal Society Interface».

En este caso los insectos en cuestión eran escarabajos de la familia Chrysomelidae, que se conocen por ser expertos en el arte de adherirse a superficies muy lisas.

Los «pelos» de este nuevo material parecen champiñones pequeños; un plato delgado de 40 micrómetros de diámetro se asienta sobre un tronco de 100 micrometros de alto que dispone de una robusta base pero un cuello estrecho. Estos «champiñones» están dispuestos de manera hexagonal sobre la superficie del material.

El material se hizo vertiendo una mezcla de polímero en un molde y esperando a que se ajuste antes de quitar con cuidado el material del molde. Según los investigadores, la creación del molde, con su delicada microestructura, supuso todo un reto y los detalles del proceso constituyen un secreto que es guardado celosamente. Crear la mezcla de polímero también resultó difícil; las mezclas que eran demasiado líquidas se salían del molde, mientras que las mezclas demasiado viscosas no podían penetrar en la fina microestructura.

Una batería de pruebas reveló que cinco centrímetros cuadrados del material son capaces de adherir objetos que pesan hasta 100 gramos a una pared lisa. El material puede emplearse varias veces sin perder la adherencia y, si se ensucia, se pueden restaurar sus cualidades adhesivas lavándolo simplemente en agua jabonosa. Además, al retirarlo de una superficie no deja ninguna marca visible.

El material no actúa tan eficazmente en superficies más rugosas, lo cual no sorprende a los investigadores, ya que «los insectos también tienen dificultades al caminar por superficies ligeramente rugosas», explicó el director del proyecto, Stanislav Gorb, de la Max Planck Society. «Este es un problema fundamental del mecanismo de adherencia».

Los investigadores atribuyeron el éxito de su sistema a varios factores. El delgado plato situado en la parte superior de este «champiñón» es lo suficientemente flexible para formar un contacto seguro con la superficie, incluso en presencia de pequeñas partículas de suciedad. Mientras tanto, las partículas más grandes pueden introducirse en el espacio que hay entre los troncos, donde no afectan a la capacidad de los platos de adherirse a la superficie. El delgado cuello del tronco ofrece también flexibilidad ante superficies irregulares. Por último, los troncos rotos no alteran la eficacia de los que están cerca de ellos.

Los científicos consideran su trabajo como «un avance considerable hacia el desarrollo de un adhesivo seco industrial». El nuevo material podría emplearse en una cinta protectora para superficies de cristal sensibles, o en placas reutilizables para adherir objetos pequeños a superficies lisas. Ya ha sido adherido al pie de un robot 120 que posteriormente fue capaz de caminar por una pared vertical de vidrio.

Los investigadores planean ahora mejorar la «adherencia» de su material perfeccionando su estructura.

Países

Alemania