Materiales de camuflaje inspirados en las células del calamar y el pez cebra

• La piel de peces y cefalópodos contiene cromatóforos, células con pigmentos
• Estas células permite cambiar de color y su iridiscencia
• Les ayuda a comunicarse, protegerse de depredadores o atraer parejas
• Reproducirlas artificialmente ayudará a diseñar prendas de camuflaje

La naturaleza es una fuente de inspiración inagotable para los científicos. Un equipo de investigadores de la Universidad de Bristol (Reino Unido) trabaja en desarrollo de nuevos materiales basados en la capacidad de camuflaje del calamar y del pez cebra.
Según explican en un artículo publicado en la revista 'Bioinspiration and Biomimetics', los autores han desarrollado músculos artificiales que responden a estímulos eléctricos y que podrían ser utilizados para diseñar prendas de vestir 'inteligentes', capaces de producir efectos visuales de camuflaje como los que se dan en estos seres vivos.
La piel de algunos peces, anfibios, cefalópodos y crustáceos tiene unas células denominadas cromatóforos, que contienen pigmentos que les permite cambiar su color y su iridiscencia (el reflejo de los colores). Es decir, estos animales son capaces de controlar las propiedades de su piel, una habilidad que utilizan tanto para camuflarse como para comunicarse con otros seres vivos.

Células con pigmentos

'Sepia officinalis'. | J. Rossiter

Aunque son comunes en todos estos animales, existen muchos tipos de cromatóforos biológicos. Todos estos mecanismos han ido evolucionando para permitir a estas especies maximizar su impacto visual y ayudarles a protegerse de un enemigo o atraer a una pareja.
Algunos cefalópodos, como los pulpos, tienen cromatóforos muy complejos controlados por los músculos. Otros, como la sepia común ('Sepia officinalis') utiliza su capacidad de camuflaje para confundir a sus depredadores. Gracias a sus cromatóforos, el pez cebra ('Danio rerio') es capaz de mimetizarse con el fondo marino.
En este estudio, los científicos, liderados por Jonathan Rossiter, explican cómo han logrado desarrollar cromatóforos artificiales basándose en las células que se encuentran en dos animales que utilizan mecanismos distintos: un calamar y un pez cebra.

Calamar

En el caso del calamar ('Loligo opalescens'), la célula tiene un saco que contiene el pigmento. El saco está rodeado de una serie de músculos. Cuando la célula está lista para cambiar de color, el cerebro envía una señal a los músculos y éstos se contraen. Los músculos contraídos, explican los autores, hacen que el saco central se expanda, generando un efecto óptico que crea la ilusión de que el calamar ha cambiado de color.
Para conseguir reproducir en el laboratorio esta rápida expansión de los músculos, los científicos utilizaron polímeros con una gran elasticidad (elastómeros dieléctricos) que fueron conectados a un circuito eléctrico. Estos 'músculos' artificiales se expandían cuando se aplicaba corriente eléctrica y retomaban su forma original cuando se cerraba el circuito.

Pez cebra

Las células del pez cebra funcionan de una manera diferente. Contienen una pequeña cantidad de fluido con pigmentos que, al ser activado, se desplaza por la superficie de la piel y se extiende como si fuera tinta. Las manchas negras que cubren la piel de esta especie parecen más grandes, debido a un efecto óptico.
Para imitar este sistema, los investigadores utilizaron láminas microscópicas de vidrio que contenían una capa de silicona y dos bombas fabricadas con elastómeros elásticos que estaban conectadas a un sistema central. Una de ellas bombeaba un líquido blanco opaco, y la otra una mezcla de tinta negra y agua.
Jonathan Rossiter explica que sus cromatóforos artificiales pueden adaptarse a diferentes superficies, encogerse y deformarse sin alterar su efectividad por lo que pueden usarse en entornos en los que las tecnologías convencionales rígidas pueden resultar peligrosas, por ejemplo, en el cuerpo humano. Por ello, cree que una de sus aplicaciones podría ser la de desarrollar prendas de vestir 'inteligentes'.


 

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Fuente:   elmundo