El ser humano se ha aprovechado de los geckos y ha logrado realizar unos adhesivos increíbles que funcionan sin pegamentos, incluso en el espacio.
Por Paulina Bernal
Los geckos son reptiles nocturnos y pertenecen a un grupo de organismos muy antiguos que incluye especies con diferentes formas, colores y tamaños.
Gracias a unas microestructuras especiales ubicadas en las palmas de sus patas, los geckos son escaladores expertos que pueden adherirse a prácticamente cualquier tipo de superficie.
Los científicos estudiaron sus patas en detalle para comprender cómo funcionan y cómo poder imitar esta característica para realizar pegatinas sin pegamento.
La capacidad de los geckos para trepar paredes y colgarse de los techos ha atraído el interés de los naturalistas durante siglos, comenzando con las observaciones de Aristóteles en su tratado titulado “Historia de los animales” en el que menciona precisamente la capacidad de estas criaturas para «correr arriba y abajo de un árbol; de cualquier manera».
Solo recientemente, los científicos han descubierto el secreto de la movilidad de los geckos y han comenzado a diseñar materiales sintéticos que imitan esta capacidad.
Las patas de los geckos no sueltan ninguna sustancia pegajosa para adherirse a las superficies, están perfectamente secas. El secreto está en las nanoestructuras formadas por queratina e invisibles a simple vista, colocadas en sus patas. Las palmas de estos animales están formadas en realidad por una serie extremadamente organizada de diminutos pelos, que se ramifican una y otra vez hasta convertirse en finos capilares que llamamos espátulas.
Mirando una pata de gecko bajo un microscopio, notaríamos que estas nanoestructuras son diminutas y extremadamente ramificadas.
En los primeros estudios acerca de la adherencia de los geckos, los científicos plantearon la hipótesis de que las fuerzas de succión, fricción o electrostática podrían entrar en juego, pero no fue hasta principios de la década de 2000 que se descubrió que la adherencia se debía principalmente a los llamados Van der Waals que se establecen entre los diminutos pelos y la superficie. Se trata de fuerzas de interacción entre moléculas generadas por un ligero campo eléctrico a nivel atómico.
Se forma una polaridad en las moléculas: la parte cargada positivamente de una molécula atrae a la parte cargada negativamente de la molécula vecina, que por lo tanto tienden a acercarse y adherirse entre sí. Son sorprendentes porque persisten incluso en condiciones extremas de temperatura, presión y radiación. Otra maravilla más de la naturaleza.
En la mayoría de los casos, se trata de fuerzas más bien débiles, pero no a escala micro y nanométrica: en ese caso se vuelven significativas. Cuanto más pequeñas sean las espátulas, mayor será la adherencia. El gecko aplica una ligera presión, aumenta la superficie de contacto y listo.
Sin embargo, parece que aquí no está todo el secreto de la pertenencia: recientemente se descubrió que las de Van der Waals no son las únicas fuerzas responsables de esta excepcional habilidad, sino que también intervienen las fuerzas capilares.
Cuando la humedad relativa es alta, las fuerzas capilares pueden combinarse con las fuerzas de Van der Waals para mantener al gecko en su lugar. Sin embargo, esto depende mucho del ángulo de contacto entre la superficie y las nanoestructuras del gecko.
Esencialmente, los investigadores están de acuerdo en que la fuerza de Van der Waals es la principal fuente de adhesión de este reptil.
Los adhesivos hechos por humanos pierden rápidamente su adhesividad después del primer uso, mientras que animales como los geckos pueden reutilizar sus patas adhesivas de por vida.
El uso natural de las denominadas estructuras «fibrilares», como adhesivos fuertes, renovables y autolimpiantes, ha inspirado el desarrollo de adhesivos sintéticos con superficies de textura similar. Más de una década de investigación ha culminado en la cinta gecko, un adhesivo reutilizable que tiene una superficie texturizada similar a la de los geckos y que, en algunos aspectos, supera en calidad a la habitual y común cinta adhesiva.
También los investigadores del Laboratorio de Propulsión de la NASA en Pasadena, California, están trabajando en un sistema de adhesión inspirado en el gecko.
El ingeniero Aaron Parness y su equipo utilizaron esta tecnología para crear un material con diminutos pelos sintéticos que son mucho más finos que un cabello humano. Estos serían capaces de hacer que el material se adhiera a la superficie cada vez que se aplica una fuerza.
Los pelos se pliegan al adherirse a las superficies y no es necesaria una superficie de contacto específica. Estas peculiaridades lo convierten en un material potencialmente utilizable en el vacío del espacio. De hecho, se están realizando algunos estudios de aplicación para poder utilizar esta tecnología tanto dentro como fuera de las naves espaciales.
No solo eso, también se están probando algunas aplicaciones en el campo médico para el desarrollo de cintas adhesivas biocompatibles y biodegradables, para reemplazar las suturas y acelerar la cicatrización de las heridas.
