En la actualidad, la aplicación de microestructuras en la superficie de los materiales esta siendo una de las estrategias más utilizadas para conseguir que éstos adquieran nuevas propiedades. ¿Sabías que este tipo de microestructuras provienen de la superficie de seres vivos? ¡Te lo explicamos en este blog!

¿Qué son los materiales biomiméticos?

Los materiales biomiméticos simulan las mejores ideas de la naturaleza, es decir, utilizan las estructuras o formas de la naturaleza en beneficio del ser humano. La biomimética tiene como propósito aprender cómo la naturaleza ha sido capaz de generar soluciones, permitiendo a los seres vivos adaptarse a su entorno.

Tipos de materiales biomiméticos

La diversidad de características de los elementos de la naturaleza nos proporciona una fuente inagotable de recursos para elaborar materiales con fascinantes propiedades cuya eficiencia ha sido comprobada. Desde hace décadas, los investigadores de todas ramas de la ciencia han tenido el objetivo de replicar el comportamiento que ofrecen algunos materiales de la naturaleza debido a su potencial aplicabilidad en construcción, estética, seguridad y medicina, entre otros campos.

Los tres tipos de superficies, donde se incluyen superhidrofóbica, superoleofóbica y superhidrófila, permiten dotar a los materiales de propiedades tales como baja adherencia, humectación anisotrópica, antirreflectante, adherencia direccional, antiincrustante, fotocatálisis, autoesterilización, y antivaho, entre otras.

Ejemplo de materiales biomiméticos y sus aplicaciones

El desarrollo de estas superficies se ha basado en la comprensión de las estructuras de las superficies que presentan muchos seres vivos como el caparazón de un caracol, la piel de tiburón o las alas de una cigarra. Todas ellas presentan características que podrían ser muy útiles en ciertos materiales. Una forma de realizar estas estructuras en distintos tipos de materiales es la utilización de la tecnología láser.

  • Superficie de caparazón de tortuga

La superficie del caparazón de un caracol exhibe propiedades de autolimpieza. La concha del caracol consiste en un compuesto de aragonita y proteína, y la superficie superior de la concha está cubierta con una capa de proteína. La superficie del caparazón del caracol tiene una estructura rugosa que consiste en surcos de líneas con paso de 0,5 mm y 0,1 mm. En consecuencia, se reveló que la clave de la propiedad de autolimpieza de la concha del caracol es su superhidrófoba; es decir, la superficie apenas está mojada. Inspirado por la concha del caracol, se han construido materiales biomiméticos como baldosas cerámicas, así como accesorios sanitarios como los de inodoros, cocinas y baños.

  • Superficie de piel de tiburón

La piel de tiburón es un modelo típico para las superficies autolimpiables y de baja adherencia.  La piel de tiburón contiene escamas individuales muy pequeñas, similares a dientes llamados dentículos dérmicos, que están cubiertas por remaches de tamaño especial y espaciados orientados paralelos a la dirección de natación. Cuando los tiburones nadan rápido, durante el flujo turbulento, se forman vórtices en la superficie, lo que provoca un alto esfuerzo cortante en toda la superficie. Los remaches levantan los vórtices de alta velocidad de la superficie, exponiendo solo las puntas de los remaches a los altos esfuerzos de corte. Como resultado, el arrastre disminuye y el tiburón puede nadar rápida y eficientemente a través del agua en un régimen de flujo turbulento.

Se han desarrollado superficies de piel de tiburón artificial para aplicaciones como trajes de baño, cascos de barcos, aeronaves, y componentes de aerogeneradores. Os dejamos un ejemplo de estos materiales biomiméticos que han sido llevadas a cabo en ATRIA Innovation.

  • Superficie de alas de cigarra

Las superficies externas de los insectos han llamado la atención debido a sus diversas funciones inteligentes, como por ejemplo la propiedad de autolimpieza de las alas de las cigarras. Las alas de la cigarra consisten en nanopilares hexagonales cuyas separaciones varían de 110 nm a 140 nm. La altura de la estructura del pilar desde la parte superior a la base varía de 225 nm a 250 nm. Debido a la matriz a nanoescala y al revestimiento ceroso de los pilares, las alas de cigarra muestran superhidrofobicidad. Por lo tanto, los contaminantes en la superficie se eliminan fácilmente con agua de manera similar a la de una hoja de loto. Una de sus principales aplicaciones es en el desarrollo de superficies antibacterianas, ya que impiden el desarrollo de bacterias en la superficie. Este tipo de superficie es ampliamente utilizado en equipamiento médico y quirúrgico y embalajes.

¿Alguna de las microestructuras mencionadas te resultarían útil? ¿Has pensado en alguna otra? ¡Cuéntanoslo en nuestras redes, escríbenos a nuestro correo, info@atriainnovation.com o rellena el formulario de contacto!

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