Los superhéroes de Marvel Comics Ant-Man and the Wasp, estrellas nom de guerre de la película homónima de 2018, poseen la capacidad de reducirse temporalmente al tamaño de los insectos, al tiempo que conservan la masa y la fuerza de sus cuerpos humanos normales. Peroun nuevo estudio sugiere que, cuando tiene el tamaño de un insecto, Ant-Man y la Avispa enfrentarían serios desafíos, incluida la privación de oxígeno.
Esos desafíos, junto con sus soluciones de tecnología microfluídica, serán descritos por el estudiante de posgrado de mecánica de ingeniería Max Mikel-Stites de Virginia Tech en la 71ª Reunión Anual de la División de Dinámica de Fluidos de la Sociedad Americana de Física, que tendrá lugar del 18 al 20 de noviembreen el Georgia World Congress Center en Atlanta, Georgia.
Mikel-Stites y su asesora, Anne Staples, profesora asociada en el departamento de ingeniería y mecánica biomédica de Virginia Tech, normalmente estudian la dinámica de fluidos biológicos, con un enfoque particular en la respiración de insectos y los flujos de fluidos a escala de insectos. El laboratorio de Staples tienedispositivos microfluídicos desarrollados inspirados en los sistemas respiratorios de insectos en los que el caudal y la dirección del flujo a través de canales individuales en el dispositivo se pueden controlar sin el uso de válvulas.
El trabajo, que se discutirá en una presentación separada en la reunión del DFD, podría reducir la maquinaria de actuación necesaria para los dispositivos microfluídicos utilizados en muchos campos científicos diferentes, y hacerlos más portátiles y rentables ". Aplicar esa perspectiva a Ant-Hombre y la Avispa parecían algo sencillo ", dijo Mikel-Stites.
En su análisis, los investigadores determinaron que la densidad atmosférica, básicamente, la cantidad de moléculas por ejemplo, de oxígeno en un volumen dado de aire, experimentada por los héroes del tamaño de un insecto se reduce a un nivel casi idéntico ala de la llamada "zona de muerte" del Monte Everest, donde no hay suficiente oxígeno para que un humano respire ". Mientras que la densidad atmosférica real es la misma para un insecto y un humano, la densidad atmosférica subjetiva experimentada por un humano quese reduce a cambios en el tamaño del insecto ", explicó Mikel-Stites." Por ejemplo, una persona de tamaño normal que respira profundamente puede esperar inhalar una cierta cantidad de moléculas de oxígeno. Sin embargo, cuando esa persona se reduce al tamaño de una hormiga,a pesar de que todavía necesitan la misma cantidad de moléculas de oxígeno, hay muchas menos disponibles en una sola bocanada de aire.
La "zona de muerte" comienza para un humano de tamaño normal a unos 8,000 metros sobre el nivel del mar. Los superhéroes encogidos, calcularon los investigadores, sentirían que estaban a una altitud de 7,998 metros, y eso sería un grave ...si no es mortal: caso de mal de altura.
"Para alguien no aclimatado, los síntomas del mal de altura varían desde dolor de cabeza y mareos hasta la acumulación de líquido en los pulmones y el cerebro, y posiblemente la muerte. Esto ocurre en parte porque las personas pueden responder tratando de respirar más rápidamente, para aumentar suingesta de oxígeno, y porque el cuerpo está tratando de funcionar con menos oxígeno de lo que normalmente lo hace ", dijo.
Y ese no es el alcance de los problemas de Ant-Man y Wasp, encontró el equipo. Basado en una relación conocida como la ley de Kleiber, que correlaciona la tasa metabólica de un animal con su tamaño, los investigadores encontraron que las tasas metabólicas por unidadla masa de los superhéroes con el tamaño de un insecto aumentaría en aproximadamente dos órdenes de magnitud, al igual que sus demandas de oxígeno.
Pero no todo está perdido, gracias a la ciencia. Según Mikel-Stites, el uso de componentes microfluídicos como las bombas Knudsen que son impulsadas por gradientes de temperatura y compresores de gas a microescala, podría integrarse en los cascos de Ant-El hombre y la avispa para ayudarlos a respirar a la microescala.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Sociedad Estadounidense de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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