Pata sintética de gecko emplea nanosuccionadores para adherirse

Sukho Song et al. / PNAS, 2017

Un equipo de investigadores del Max Planck Institute for Intelligent Systems y de la Universidad Carnegie Mellon ha desarrollado un análogo sintético de la pata de un lagarto gecko, el cual puede adherirse a superficies de casi cualquier forma. El estudio fue publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

La nueva tecnología, creada desde cero, estuvo inspirada en la naturaleza, y se denomina biónica o biomimética. Uno de los prototipos biológicos más “copiados” de este tipo han sido las patas de los lagarto gecko. Estas están cubiertas por una gran cantidad de vellosidades del grosor de cientos de nanómetros, los cuales interactúan con una superficie a través de las fuerzas de Van der Waals. La pata, al hacer contacto, activa una fuerte adhesión, gracias a la cual los lagartos gecko pueden agarrarse en paredes verticales y hasta caminar por el techo. 

Esquema de funcionamiento del mecanismo. Sukho Song et al. / PNAS, 2017

Una de las grandes limitaciones de los mecanismos artificiales que intentan reproducir la adherencia de la pata de un lagarto gecko, está en que estos sistemas se pegan bien en superficies planas ideales. Pero, al contacto con superficies curvilíneas o rugosas, no se presenta la fuerza necesaria para la adhesión.

Objetos agarrados por el mecanismo. Sukho Song et al. / PNAS, 2017

Para superar esta limitación, los ingenieros desarrollaron un nuevo mecanismo succionador basado en el uso de dos superficies de contacto: una membrana principal, que interactúa de manera directa con el substrato, y una superficie interior de soporte, que presiona las membranas en el substrato. El mecanismo se activa cuando se bombea aire en la cámara interior. Como resultado, el soporte toca la membrana y la presiona uniformemente contra la superficie. Debido a esto, en el contacto con el substrato se involucran casi todas las microvellosidades (o más preciso, los microcilindros) de la membrana de contacto, elevando su “adherencia”.

Microsuccionadores de la pata de un lagarto gecko. La presencia de varias pequeñas vellosidades le permite agarrarse de superficies verticales. 
Sukho Song et al. / PNAS, 2017

El mecanismo, por ahora de tamaño reducido, fue probado en algunos objetos cotidianos: una taza de cerámica, un paquete de fideos instantáneos y tomates cherry. La masa de la carga más pesada (el contenedor del reactivo) es de 300 gr. El proceso transcurrió del siguiente modo: se acercó la membrana al objeto, luego, se bombeó aire a la cámara con la ayuda de una jeringa, y las dos capas adhesivas se unieron una a la otra, agarrando el objeto. 

De lejos, esta no es la primera estructura que recuerda las patas de un lagarto gecko. El año pasado, se dio a conocer una goma seca de nanotubos. También, bajo el mismo principio mecánico, se presentó un robot miniatura que puede jalar un automóvil. 

Gregorio Kopiev
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