Esta nueva tecnología inspirada en los geckos promete reducir los accidentes sobre el hielo
Los accidentes en carreteras heladas en climas fríos son un serio problema. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), las caídas sobre hielo causan 648,000 muertes al año, y 38 millones de personas heridas. En términos de tratamiento y seguros, los costos totales ascienden a los 100,000 millones de dólares al año.
La tecnología antideslizante convencional se basa en la idea de utilizar materiales hidrófobos que no absorben agua, como el caucho, para repeler la película de agua sobre el hielo y mantener la fricción. Sin embargo, estas tecnologías se desgastan con el tiempo, reduciendo su eficacia; además, tienen el inconveniente de que la presión derrite la superficie de la carretera helada. Las superficies de hielo mojadas por el deshielo se vuelven extremadamente resbaladizas al quedar cubiertas por una capa líquida de espesor nanométrico.
Inspirándose en la estructura de las patas del gecko, un reptil de entre 1.6 y 60 centímetros, un grupo de investigadores estadounidenses desarrollaron un nuevo polímero que se absorbe a la superficie del hielo atrayendo la humedad. Si se utiliza en la práctica como material antideslizante para suelas de zapatos, podría reducir drásticamente el número de accidentes por caídas en superficies heladas.
Un equipo de investigación de la Universidad de Tokio ha desarrollado la mayor mano biohíbrida del mundo, impulsada por una unidad motriz fabricada a partir de tejido muscular humano.
El gecko y sus suelas naturales
Las yemas de dedos de los geckos tienen un órgano llamado «lámina subdigital», cuya superficie cubierta de numerosas cerdas del tamaño de micrómetros. Según un equipo de investigadores de la Sociedad Americana de Química, la capilaridad; el fenómeno físico por el que el líquido que se encuentra en el interior de un tubo delgado se mueve sin necesidad de energía externa, que hace que el agua se introduzca en los surcos microscópicos que hay entre estas cerdas, le permite al gecko mantenerse estable en superficies resbaladizas.
Para reproducir la estructura que crea la adherencia en el gecko, los investigadores añadieron nanopartículas de circonio al caucho de silicona, que también atrae moléculas de agua. El equipo estiró el material hasta formar una película fina, luego se curó con un tratamiento término y se cortó con láser en forma de surco en la superficie para exponer las nanopartículas hidrófilas de circonio. Cuando la película entra en contacto con las moléculas de agua del hielo, se produce una acción capilar, similar a la pata del gecko, que las absorbe a la superficie.
Según los investigadores, la acción capilar se produjo en 1.5 milisegundos y se registró un coeficiente de fricción máximo de 3.46, incluso sobre hielo húmedo. También compararon el rendimiento de cinco materiales diferentes fabricados con partículas de circonio del 1%, 3%, 5%, 7% y 9% en peso, y descubrieron que el efecto antideslizante era mayor cuando se añadían en una proporción del 3% y el 5%. La mayoría de los zapatos antideslizantes utilizados en cocinas u otros lugares de trabajo tienen un coeficiente de fricción de entre 1 y 1.5.
No obstante, esta cifra desciende significativamente sobre el hielo. Los crampones metálicos, que se fijan a las suelas de los zapatos para arañar el hielo, también tienen un coeficiente de fricción sobre hielo de 1.5 a 2.0. Además, se calcula que el coeficiente de fricción sobre hielo de los neumáticos estándar sin clavos es de entre 0.2 y 0.4, aproximadamente. Esta cifra desciende a menos de 0.1 en el caso de los neumáticos normales. Aunque los coeficientes de fricción de suelas de zapatos y neumáticos no pueden compararse debido a las diferentes condiciones de medición y superficie, el efecto antideslizante del nuevo polímero es evidente.
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Las rocas congeladas que conforman la nube de Oort podrían modificarse por la marea galáctica y agruparse en una estructura en espiral, encuentra una simulación.
Estamos ante una nueva tecnología antideslizante
Los investigadores creen que la imitación de las propiedades de los organismos vivos, no solo podría conducir al desarrollo de zapatos seguros que eviten las caídas en climas fríos, sino que también podría aplicarse en los campos de la medicina y la electrónica. Por ejemplo, los polímeros utilizados en la piel artificial y electrónica necesitan interactuar con la capa líquida entre dos superficies diferentes. En este tipo de aplicaciones, los nuevos polímeros con propiedades hidrófilas podrían ayudar a controlar los fluidos.
Artículo originalmente publicado en WIRED Japón. Adaptado por Alondra Flores.