Tendencias21

Descubren el material natural más fuerte conocido

Los dientes de lapa podrían ser el material natural más fuerte conocido por el hombre, según un estudio de la Universidad de Portsmouth (Reino Unido). Sería, por tanto, más fuerte que la seda de araña, considerada hasta ahora la sustancia natural más dura. Los dientes de las lapas contienen un duro mineral, la goethita.

Descubren el material natural más fuerte conocido

Los dientes de las lapas podrían ser el material natural más fuerte conocido por el hombre, según un nuevo estudio.

Investigadores de la Universidad de Portsmouth (Reino Unido) han descubierto que las lapas -pequeñas criaturas acuáticas parecidas a los caracoles con conchas cónicas- tienen dientes con estructuras biológicas tan fuertes que podrían ser copiadas para hacer coches, barcos y aviones en el futuro.

El estudio examinó el comportamiento mecánico a pequeña escala de los dientes de las lapas utilizando microscopía de fuerza atómica, un método utilizado para analizar materiales hasta el nivel atómico.

El profesor Asa Barber, de la Escuela de Ingeniería de la Universidad, dirigió el estudio, y afirma en la nota de prensa : «La naturaleza es una maravillosa fuente de inspiración para estructuras con excelentes propiedades mecánicas. Todas las cosas que observamos a nuestro alrededor, como los árboles, las conchas de las criaturas del mar y los dientes de las lapas estudiados en este trabajo, se han desarrollado para ser eficaces».

«Hasta ahora», continúa, «pensábamos que la seda de araña era el material biológico más fuerte debido a su super-fuerza y ​​a sus aplicaciones potenciales desde para los chalecos antibalas hasta para la electrónica de computadoras, pero ahora hemos descubierto que los dientes de las lapas muestran una fuerza potencialmente mayor.»

Barber descubrió que los dientes contienen un duro mineral conocido como goethita (por Goethe), que se forma en la lapa a medida que ésta crece. «Las lapas necesitan dientes de alta resistencia para raspar superficies rocosas y recolectar algas para alimentarse cuando la marea está alta. Descubrimos que las fibras de goethita tienen el tamaño justo para formar una estructura compuesta resiliente».

«Este descubrimiento significa que las estructuras fibrosas que se encuentran en los dientes de las lapas podrían ser imitadas y utilizarse en aplicaciones de ingeniería de alto rendimiento como los coches de carreras de la fórmula 1, los cascos de los barcos y las estructuras de las aeronaves», señala. «Los ingenieros están siempre interesados ​​en hacer más fuertes estas estructuras para mejorar su rendimiento, o más ligeras para utilizar menos material.»

Sin importar el tamaño

La investigación también descubrió que los dientes de las lapas tienen la misma fuerza, sea cual sea su tamaño. «En general una estructura grande tiene un montón de defectos y puede romperse más fácilmente que una estructura más pequeña, que tiene menos defectos y es más fuerte. El problema es que la mayoría de las estructuras tienen que ser bastante grandes, por lo que son más débiles de lo que nos gustaría. Los dientes de las lapa rompen esta regla pues su fuerza es la misma sin importar el tamaño».

El material testado por Barber es casi 100 veces más delgado que el diámetro de un cabello humano, por lo que las técnicas usadas para romper una muestra no se han desarrollado hasta ahora mismo.

«Los métodos de prueba fueron importantes ya que necesitábamos romper el diente de lapa. El diente entero mide algo menos de un milímetro de largo, pero es curvo, por lo que la fuerza es dependiente tanto de la forma del diente como del material. Queríamos entender solamente la resistencia del material, así que tuvimos que cortar un volumen de material más pequeño.»

Encontrar diseños eficaces en la naturaleza y luego hacer estructuras basadas en estos diseños se conoce como bioinspiración. «La biología es una gran fuente de inspiración en el diseño de nuevas estructuras, pero con tantas estructuras biológicas a considerar, puede llevar tiempo descubrir cuál puede ser útil.» La investigación se publicó ayer en la revista Interface, de la Royal Society de Londres.

Referencia bibliográfica:

Asa H. Barber, Dun Lu, Nicola M. Pugno: Extreme strength observed in limpet teeth. Interface (2015). DOI: 10.1098/rsif.2014.1326.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Un árbol fosilizado hace 350 millones de años sorprende a los científicos: parece alienígena 11 febrero, 2024
    Un fósil tridimensional de árboles más antiguos que los dinosaurios revela que los bosques de hace 350 millones de años eran extraños y alienígenas. Formaban parte de un bosquecillo que fue sepultado después de un terremoto.
    Redacción T21
  • El meteorito de Berlín resultó ser un raro objeto de origen ígneo 11 febrero, 2024
    El asteroide que se desintegró sobre Berlín a mediados de enero pertenece a un tipo raro de meteorito de origen ígneo. Se compone principalmente de silicatos de magnesio, enstatita y forsterita, además casi no contiene hierro y tiene una corteza vítrea translúcida.
    Redacción T21
  • Descubren un helecho tropical que transforma sus hojas muertas en nuevas raíces 9 febrero, 2024
    Para sobrevivir en el suelo anegado y bajo en nutrientes del bosque de Quebrada Chorro, en el oeste de Panamá, una especie de helecho tropical arborescente reutiliza sus hojas muertas, convirtiéndolas en nuevas raíces. Los científicos descubrieron que el helecho reconfigura estas “hojas zombis”, invirtiendo el flujo de agua para atraer nutrientes de regreso a […]
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren una extraña combinación de minerales en las muestras lunares de la misión Chang'e-5 de China 9 febrero, 2024
    Los minerales antiguos y nuevos identificados en las muestras lunares traídas por la misión Chang'e-5 de China están ayudando a los científicos a comprender mejor la historia de la Luna: ahora, los especialistas han descubierto más propiedades del sexto nuevo mineral lunar, llamado Changesite-(Y). Además, otros compuestos hallados, la seifertita y la stishovita, pueden coexistir […]
    Pablo Javier Piacente
  • Los robots que atienden a pacientes llegan a los hospitales 9 febrero, 2024
    Robots diseñados para brindar comodidad a los pacientes de edad avanzada y aliviar su ansiedad, han sido probados con éxito en un hospital de París: saludan, responden a preguntas, comprenden conversaciones grupales y apoyan las tareas de enfermería.
    Redacción T21
  • Una pequeña luna de Saturno parecida a la “Estrella de la Muerte” de Star Wars contiene un océano oculto 8 febrero, 2024
    Por debajo de la superficie repleta de cráteres de Mimas, una de las lunas más pequeñas de Saturno, se esconde un océano global de agua líquida de reciente formación. El satélite posee tan sólo unos 400 kilómetros de diámetro y presenta un notable parecido con la “Estrella de la Muerte”, una estación espacial imperial que […]
    Pablo Javier Piacente
  • Logran controlar un objeto virtual con la mente durante un sueño lúcido 8 febrero, 2024
    Un grupo de participantes en un nuevo estudio científico logró manejar un vehículo virtual a través de un avatar únicamente con su mente, mientras sus cerebros permanecían en la fase REM del sueño. Además de profundizar en los misterios de la consciencia humana, la innovación podría facilitar el acceso a nuevos desarrollos tecnológicos, como un […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un proyecto global trabaja para crear de forma colaborativa un cerebro robótico general 8 febrero, 2024
    El auge de la inteligencia artificial generativa impulsa un proyecto global que trabaja para crear un cerebro robótico general, capaz de generar androides como los que hemos visto hasta ahora solo en la ciencia ficción. Pero es cuestión de tiempo que convivamos con ellos en perfecta armonía. Ya no es una utopía.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • La IA está capacitada para resolver dilemas morales cuando conduce vehículos autónomos 8 febrero, 2024
    Los sistemas de IA muestran significativas similitudes éticas con las reacciones humanas ante dilemas morales, lo que los acreditan para conducir vehículos autónomos tal como lo harían las personas.
    Redacción T21
  • Los huracanes se están volviendo tan fuertes que ya no existen categorías para clasificarlos 7 febrero, 2024
    Cinco tormentas en la última década tuvieron velocidades de viento que pertenecen a una hipotética categoría 6 en la escala de huracanes Saffir-Simpson: el fenómeno obligaría a los científicos a crear una nueva clasificación, capaz de reflejar la virulencia de los huracanes en la actualidad. Las causas principales del fenómeno tienen su origen en el […]
    Pablo Javier Piacente