Multitud de superficies existentes en los seres vivos poseen propiedades especiales. Estas son observables a macroescala estando estructuradas a nivel micro y nano. Dichas funcionalidades se extienden desde la mojabilidad especial (habilidad de una superficie para ser “mojada” y extender líquidos acuosos sobre su superficie de manera muy acentuada, lo que se conoce como superhidrofilia, y en el caso contrario superhidrofobicidad), hasta propiedades ópticas especiales y propiedades mecánicas especiales (como la resistencia al desgaste aumentada), entre muchas otras. Este tipo de superficies están presentes en un gran número de organismos vivos (plantas, vertebrados, insectos,…) y poseen características comunes tales como periodicidad, dimensiones en el rango de los micrómetros o nanómetros, o ambas, y muchas veces incluso una organización jerárquica.
Detalle de una superficie vegetal.
Como ejemplos de ello tenemos la hoja de la flor de loto, con características superhidrofóbicas; la superficie de los ojos de las polillas, con propiedades antireflectantes debido a su textura; y la superficie de la piel del pez de arena (Scincus scincus), con propiedades excepcionales de resistencia a la abrasión con arena (mayor que la del acero!!) debido al bajísimo coeficiente de fricción frente a la arena en la que vive.
Piel de Pez de la arena (Scincus scincus) a escala 50X. Foto del artículo ‘The Sandfish’s Skin: Morphology, Chemistry and Reconstruction’ por Baumgartner, Saxe, Weth, Hajas, Sigumonrong, Emmerlich, Singheiser, Bohme y M. Schneider.
Tales superficies se conocen en el mundo científico como superficies micro- y nanoestructuradas (o texturizadas), y una gran variedad de ellas está mostrando gran potencial en cuanto a su aplicación a la superficie de productos mediante métodos de fabricación avanzados. Esto mejoraría claramente el rendimiento y propiedades de los productos, reduciendo a su vez la necesidad de costosos y contaminantes tratamientos superficiales como aquellos con químicos agresivos.
Durante los últimos años se está desarrollando la convergencia de técnicas de fabricación típicas de la industria microelectrónica, junto con las propias de la industria transformadora del plástico. Esto ha abierto la posibilidad a la replicación de dichas micro- y nanotexturas periódicas sobre la superficie de productos comerciales de uso cotidiano, obteniendo por tanto las propiedades especiales que otorgan dichas texturas sobre ellos.
La implementación de éstas técnicas en la realidad industrial se encuentra aún en fase de investigación y desarrollo, pero cuenta ya con algunos ejemplos. Un referente en la innovación tecnológica en materiales aplicando la biomímesis, innovación inspirada en la naturaleza, es la empresa Sharklet Technologies. Investigando las propiedades antiincrustantes (en inglés anti-biofouling) para evitar que las algas cubran los cascos de barcos y submarinos, observaron que el tiburón es el único animal marino de movimiento lento en cuya piel no se forma esta película. La piel del tiburón está compuesta de escamas en forma de dentícula que poseen crestas de grosor comparable a la pared celular de multitud de bacterias, lo cual dificulta su adhesión al producir la rotura de dicha pared celular.
Piel de tiburón de Galápagos (Carcharhinus galapagensis) a escala 50X. Foto de Sharklet Tecnologies.
Es por ello que Sharklet Tecnologies ha diseñado films plásticos texturizados con los mismos micropatrones de la piel de tiburón. Han conseguido así propiedades antibacterianas pues este material disuade el asentamiento e inhibe el crecimiento de microorganismos. Ya se está aplicando a paredes de quirófanos y otras partes de centros hospitalarios para proteger de infecciones.
Si busca propiedades especiales en sus materiales, desde Biomimicry Iberia Association le recomendamos observar las soluciones inteligentes, eficientes y sostenibles que nos presentan los seres vivos. Consideramos que el método biomimético es la herramienta clave para la innovación en este campo.