Es posible que hayas visto a un niño jugar con una pluma, o puedes haber jugado con una tú mismo: pasar una mano por las lengüetas de una pluma y observar cómo la pluma se desabrocha y se abre, pareciendo milagrosamente volver a juntarse.
Según los ingenieros de la Universidad de California en San Diego, ese mecanismo de cierre "mágico" podría proporcionar un modelo para nuevos adhesivos y nuevos materiales aeroespaciales. Detallan sus hallazgos en la edición del 16 de enero de Avances científicos en un documento titulado "Escalado de alas y plumas de pájaros para un vuelo eficiente"
La investigadora Tarah Sullivan, que obtuvo un doctorado en ciencias de los materiales de la Escuela de Ingeniería Jacobs en la Universidad de California en San Diego, es la primera en aproximadamente dos décadas en analizar detalladamente la estructura general de las plumas de las aves sin centrarse enuna especie específica .Estructuras impresas en 3D que imitan las paletas, púas y bárbulas de las plumas para comprender mejor sus propiedades, por ejemplo, cómo la parte inferior de una pluma puede capturar aire para levantarla, mientras que la parte superior de la pluma puede bloquearventilar cuando la gravedad necesite hacerse cargo.
Sullivan descubrió que las bárbulas, las estructuras más pequeñas en forma de gancho que conectan las púas de plumas, están espaciadas entre 8 y 16 micrómetros entre sí en todas las aves, desde el colibrí hasta el cóndor. Esto sugiere que el espacio es un factor importantepropiedad para el vuelo.
"La primera vez que vi búfalos de plumas bajo el microscopio me sorprendió su diseño: intrincado, hermoso y funcional", dijo. "Mientras estudiamos plumas en muchas especies, fue sorprendente descubrir que a pesar de las enormes diferencias entamaño de las aves, el espaciado de las bárbulas fue constante "
Sullivan cree que estudiar la estructura paleta-púas-barbule podría conducir al desarrollo de nuevos materiales para aplicaciones aeroespaciales y a nuevos adhesivos, piense en Velcro y sus púas. Construyó prototipos para demostrar su punto, que discutirá enun documento de seguimiento: "Creemos que estas estructuras podrían servir de inspiración para un adhesivo unidireccional entrelazado o un material con permeabilidad adaptada direccionalmente", dijo.
Sullivan, que forma parte del grupo de investigación de Marc Meyers, profesor de los Departamentos de Nanoingeniería e Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Universidad de California en San Diego, también estudió los huesos encontrados en las alas de las aves. Al igual que muchos de sus predecesores, descubrió queel húmero, el hueso largo en el ala, es más grande de lo esperado. Pero ella fue un paso más allá: usando ecuaciones mecánicas, fue capaz de mostrar por qué es así. Descubrió que debido a que la resistencia del hueso del pájaro es limitada, puede 't escala proporcionalmente con el peso del ave. En cambio, necesita crecer más rápido y ser más grande para ser lo suficientemente fuerte como para resistir las fuerzas a las que está sujeto en vuelo. Esto se conoce como alometría, el crecimiento de ciertas partes del cuerpo a diferentes velocidades.que el cuerpo como un todo. El cerebro humano es alométrico: en los niños, crece mucho más rápido que el resto del cuerpo. Por el contrario, el corazón humano crece proporcionalmente al resto del cuerpo, los investigadores llaman a esto isometría.
"El profesor Eduard Arzt, nuestro coautor de la Universidad de Saarland en Alemania, es un piloto aficionado y quedó fascinado por el problema del 'ala de pájaro'. Juntos, comenzamos a hacer análisis alométricos sobre ellos y el resultado es fascinante", dijo Meyers."Esto muestra que la sinergia de los científicos de diferentes orígenes puede producir una nueva comprensión maravillosa".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Original escrito por Ioana Patringenaru. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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