Los científicos japoneses han descubierto cómo las mariquitas doblan sus alas trasplantando un ala artificial transparente sobre el insecto y observando su mecanismo de plegado subyacente. Los hallazgos del estudio, que ayudan a explicar cómo las alas pueden mantener su fuerza y rigidez durante el vuelo, mientras se vuelven elásticaspara plegar y almacenar en el suelo de forma compacta, proporcione pistas para el diseño innovador de una amplia gama de estructuras desplegables, desde antenas satelitales hasta instrumentos médicos microscópicos y artículos para uso diario como sombrillas y ventiladores.
Las mariquitas son insectos altamente móviles que pueden cambiar entre caminar y volar con facilidad y rapidez porque pueden desplegar y colapsar rápidamente sus alas. Sus alas consisten en el elitro endurecido, las alas anteriores con las manchas familiares y las alas traseras de membrana blanda utilizadaspara el vuelo, que están cubiertos y protegidos por el elytra.
Estudios anteriores han sugerido que los movimientos hacia arriba y hacia abajo en el abdomen y los complejos patrones de pliegues en forma de origami en las alas juegan un papel importante en el proceso de plegado, pero la forma en que el movimiento simple produce una forma plegada tan intrincada sigue siendo un misterio.Las mariquitas cierran sus élitros antes del plegado de las alas, evitando la observación del proceso detallado, y como los élitros son elementos esenciales para el plegado, tampoco se pueden quitar para revelar lo que hay debajo.
Para estudiar el mecanismo y la estructura de plegado, un grupo de investigación japonés construyó un elytron artificial transparente a partir de resina curada por luz ultravioleta, a menudo aplicada en el arte de las uñas, usando una impresión de silicio de un elytron que extrajeron de a Coccinella septempunctata mariquita manchada y trasplantada para reemplazar el ala anterior que falta.
El grupo, dirigido por el Profesor Asistente Kazuya Saito del Instituto de Ciencia Industrial de la Universidad de Tokio, luego usó cámaras de alta velocidad para observar los movimientos de plegado y despliegue del ala trasera. Los científicos descubrieron que las mariquitas usan hábilmente el borde y la superficie inferior deel elytron, cuya curvatura se ajusta a la forma curva característica de las venas de las alas posteriores, para plegar las alas a lo largo de las líneas de pliegue, junto con movimientos abdominales de elevación que provocan el roce y arrastre de las alas posteriores hacia su espacio de almacenamiento dorsal.
"No estaba seguro de si la mariquita podía doblar sus alas con un elytron artificial hecho de resina para uñas", dice Saito. "Así que me sorprendí cuando descubrí que podía".
Además, los investigadores utilizaron la tomografía computarizada TC para investigar las formas tridimensionales 3D de las alas plegadas y desplegadas, y los puntos de flexión en el área rígida de las alas posteriores para comprender el mecanismo de transformación del ala que da lugar a la rigidezy la resistencia necesaria para volar, y la elasticidad facilita el plegado. Revelaron que una forma curva en las venas, muy parecida a la del resorte de cinta, el aparato utilizado para medir también conocido como cinta de carpintero, ayuda a sostener las alas.estructuras similares, fuertes y firmes cuando se extienden, pero que pueden doblarse arbitrariamente y almacenarse en forma compacta, se usan ampliamente en extensiones de brazos y bisagras de estructuras desplegables en el espacio, como antenas de satélite.
"La técnica de las mariquitas para lograr el plegado complejo es bastante fascinante y novedosa, particularmente para los investigadores en los campos de robótica, mecánica, ingeniería aeroespacial y mecánica", dice Saito.
Comprender cómo las mariquitas pueden cumplir los requisitos conflictivos de fortalecer sus alas traseras con fuerza y estabilidad para el vuelo, al tiempo que las hace flexibles para el almacenamiento plegable y compacto después del aterrizaje tiene implicaciones significativas para la ciencia de la ingeniería.
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Materiales proporcionados por Universidad de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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