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Biomimética: Nanoestructuras anti-hielo

19 agosto, 2020
Posted in Innovación
19 agosto, 2020 Agrobioteg

Biomimética: Nanoestructuras anti-hielo basadas en ojos de insectos.

Se encuentra fácilmente en la vida cotidiana y se usa a menudo sin nuestro conocimiento. La biomimética es un campo amplio con una larga historia. Desde cuchillos y hachas inspiradas en las estructuras dentales de animales actualmente extintos, hasta los nanomateriales de carbono de vanguardia más fuertes, la bioingeniería siempre ha evolucionado junto con la historia humana.

 

La biomimética se define formalmente como el estudio de la naturaleza y los fenómenos naturales para comprender los principios de los mecanismos adyacentes, obtener ideas de la naturaleza y aplicar conceptos que puedan beneficiar a la ciencia, la ingeniería y la medicina. Ejemplos de estudios biomiméticos incluyen trajes de baño de reducción de arrastre de fluidos inspirados en la estructura de la piel de tiburón, cierres de velcro, diseños de aviones desarrollados a partir de la apariencia de pájaros y estructuras de construcción estables copiadas de la columna vertebral de conchas de turbante.

Estos diseños innovadores pueden jugar un papel importante en diferentes industrias y resolver problemas muy complejos; tal es el caso de un fenómeno llamado congelación atmosférica, que sucede cuando las gotas de agua que se encuentran suspendidas en la atmósfera se congelan y se crea una capa de hielo en los objetos que tienen contacto con ellas. Este fenómeno afecta principalmente las alas de los aviones y puede reducir la fuerza de elevación, bloquear las piezas móviles y causar graves accidentes.

Durante décadas, se ha intentado desarrollar tecnologías anti-hielo que puedan mitigar el problema; sin embargo, el éxito no ha sido contundente hasta el momento. Por ello, recientemente los investigadores Nguyen Ba Duc y Nguyen Thanh Binh diseñaron una nanoestructura similar a los ojos de las polillas, en un sustrato de cuarzo cubierto con una capa de parafina para aislarlo de un ambiente frío y húmedo. La cera de parafina se eligió como material de recubrimiento debido a su baja conductividad térmica, fácil recubrimiento y sus características hidrófobas (impermeable al agua).

Los investigadores encontraron que la superficie de la nanoestructura inspirada en los ojos de la polilla, recubierta de parafina, exhibió un rendimiento anti-hielo mayor que los materiales comerciales, lo que indica la ventaja de combinar un material hidrófobo y una estructura única de retardo del calor. La cantidad de bloques de aire atrapados dentro de la nanoestructura contribuyó a retrasar la transferencia de calor, lo que provocó un aumento del tiempo de congelación de las gotas de agua adheridas. Se cree que este tipo de estructuras también puede ser adecuada para aplicaciones ópticas, como los anteojos, ya que tienen una alta transparencia y propiedades antirreflectantes.

Los diseños inspirados en la naturaleza nos han acompañado durante toda nuestra historia y, gracias a diversos avances tecnológicos, estos mecanismos y estructuras se pueden comprender y replicar a niveles sin precedentes, para resolver problemas altamente complejos.

¿Tienes algún proyecto o idea con potencial para resolver alguna problemática o simplemente te gustaría saber más? Contáctanos, en Agrobioteg te ayudaremos a capitalizar tus conocimientos y llevar tus proyectos al siguiente nivel.


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