Consiguen comprender como funciona la piel del tiburón gracias a la impresión 3D

Hasta el momento, la piel de un tiburón y los grandes beneficios y facilidades que puede otorgarle eran todo un misterio. No, no es que no supiésemos que había algo en esa piel que hacían que este rey de los mares nadara más rápido, o de forma más eficiente. De hecho, esto se sabe hace mucho tiempo. Pero como en todo, en ciencia no se puede saber algo sin más, hay que saber como funciona de verdad, y eso es lo que parecen haber conseguido los científicos de la Universidad de Harvard… gracias a una impresora 3D

Una piel artificial mediante impresión 3D

tiburon

Algo que conocíamos es que la piel de tiburón es una especie de lija, literalmente, pues su rugosidad recuerda a dentículos microscópicos cuya forma de dientes rígidos sobre una capa de piel suave tienen toda la pinta de ser los causantes de la rapidez de estos animales a la hora de cruzar el océano. Si, eso es lo que nos dice el sentido común y la lógica, pero… ¿cómo lo hacen?

En un principio la hipótesis que se barajaba es que estos dentículos serían capaces de reducir la fricción con el agua simplemente por su forma, haciendo al tiburón un nadado eficiente. Pero para entender cómo se produce esto realmente habría que trabajar con la dinámica de fluidos, y claro investigar esto con un tiburón real y “cambiarle de piel” no era ni cómodo ni ético. Por ello lo que hicieron los investigadores de Harvard fue fabricar una piel artificial gracias a la magia de una impresora 3D, como bien comentan en el Journal of Experimental Biology.

La piel de tiburón flexible y cubierta de dentículos

Según cuenta este equipo de investigadores, se obtuvo una muestra de piel de tiburón y se examino mediante alta resolución para analizar como sería cada uno de sus dentículos y poder construir así un modelo detallado. Tras esto, reprodujeron el modelo miles de veces mediante un modelo informático y posteriormente, tras considerar muchos enfoques, decidieron que la mejor manera era usar una impresora 3D donde usarían un sustrato flexible y superpondrían los dentículos encima. Una forma bastante similar y adecuada a la realidad de estos escualos.

Tras un año de pruebas con diferentes materiales, protocolos de impresión y tamaños y espaciamientos entre dentículos; los científicos consiguieron su propósito. Observaron el resultado mediante micrografía electrónica de barrido y quedaron contentos, por lo que las pruebas podían empezar.

piel_tiburon_artificial

Se sometió esta piel a diferentes pruebas con agua, donde se demostró que si el flujo era lento, podía reducir la resistencia hasta un 8,7% a la hora de nadar. Sin embargo, si las corrientes eran rápidas, los dentículos aumentaban la resistencia hasta un 15% en comparación a una piel lisa, algo bastante ilógico. Esto podría sorprender, pero faltaba un dato en la ecuación: El movimiento de los tiburones. Estos animales no nadan en línea recta, sino que se van retorciendo. Así pues, se probó de nuevo la piel delante de aguas rápidas pero retorciéndola, logrando así un aumento de velocidad de hasta un 6,6% y un gasto energético reducido en un 5,9%.

Por tanto, como podéis ver, el secreto de la velocidad de los tiburones no solo radica en su piel, sino también en su forma de nada, siendo esta la primera demostración experimental de la combinación de ambos elementos. Esto podría ser el primer paso para abrir nuevos caminos en la robótica hidrodinámica de cuerpo blando y poder construir trajes de neopreno u otras prendas de natación más eficientes.

Vía | Journal of Experimental Biology.