Adhesivo Inspirado en Pulpo Permite Agarre y Liberación Precisos de Objetos Subacuáticos

Universidad Virginia Tech, Blacksburg, VA

El estudiante graduado Chanhong Lee prueba el ventosa inspirada en pulpo en el laboratorio. (Imagen: Alex Parrish para Virginia Tech)

Usar mecanismos inspirados en la naturaleza para crear nuevas innovaciones tecnológicas es una firma de un equipo de investigación de Virginia Tech. El grupo liderado por el Profesor Asociado Michael Bartlett ha creado un adhesivo inspirado en pulpo, inspirado en la forma de las ventosas de pulpo, que puede agarrar y liberar controladamente objetos subacuáticos desafiantes.

Tener la capacidad de agarrar y liberar estos objetos subacuáticos como rocas pesadas, conchas pequeñas, cuentas blandas y otros desechos podría ser una herramienta poderosa para salvamento subacuático e incluso operaciones de rescate. Sus hallazgos han sido publicados en Advanced Science.

Este trabajo se realizó con investigadores de pregrado Austin Via, Aldo Heredia y Daniel Adjei de Virginia Tech. El Asistente de Investigación Graduado Chanhong Lee fue primer autor del artículo, reportando investigación apoyada por la Fundación Nacional de Ciencia a través del programa Diseñando Materiales para Revolucionar e Ingeniar Nuestro Futuro.

"Me fascina cómo un pulpo en un momento puede sostener algo fuertemente, luego liberarlo instantáneamente. Lo hace bajo el agua, en objetos que son rugosos, curvos e irregulares —eso es todo un logro", dijo Bartlett.

Para superar este desafío de larga data, Bartlett y su equipo miraron la forma del pulpo. Específicamente, miraron la estructura externa de la ventosa del pulpo, llamada infundíbulo. Esto inspiró a los investigadores a crear un adhesivo que utiliza un tallo elástico y curvo con una membrana activa y deformable que cambia de forma para adhesión multi-superficie.

El tallo curvo se adhiere a curvaturas a gran escala mientras aumenta la adaptabilidad a rugosidad a pequeña escala. Estos mecanismos trabajan en sinergia para mejorar la adhesión a través de múltiples escalas de longitud.

Esto resultó en adhesivos inspirados en pulpo que son 1.000 veces más fuertes cuando se activan comparado con el estado de fácil liberación. Importantemente, este cambio ocurre dentro de una fracción de segundo, aproximadamente 30 milisegundos. Los adhesivos inspirados en pulpo ahora logran alta fuerza de unión en superficies diversas, incluyendo objetos rugosos, curvos e irregulares así como en diferentes fluidos. Con esta nueva herramienta, un buzo podría sostener un objeto resbaladizo sin aplicar presión excesiva, también pudiendo arrebatarlo rápidamente con conmutación rápida.

Como las ventosas de pulpo están hechas de tejido vivo, se deforman, expanden y contraen para adaptarse al trabajo que abordan. Esto da al animal no solo un agarre más fuerte, sino también una versatilidad para adaptar su sujeción mientras encuentra objetos que son lisos o rugosos, angulares o planos.

Con el nuevo adhesivo inspirado en pulpo, los miembros del equipo de investigación pueden recoger, sostener y liberar una amplia gama de objetos subacuáticos desafiantes, incluyendo materiales blandos y rígidos que son planos, rugosos e incluso curvos.

Esta capacidad fue demostrada construyendo un cairn subacuático, una pila cuidadosamente construida de rocas subacuáticas. Aquí, las rocas tienen varios tamaños, formas y rugosidad superficial y deben ser recogidas pero también liberadas precisamente para mantener la estructura equilibrada. Al mismo tiempo, también pueden agarrar y liberar cuentas blandas, tipo gelatina, con facilidad.

"Estos tipos de manipulaciones son realizadas por un pulpo mientras arreglan objetos alrededor de su guarida", dijo Lee. "Esta demostración destaca la capacidad del adhesivo inspirado en pulpo para manipular precisamente objetos subacuáticos difíciles".

Los materiales también muestran unión fiable sobre múltiples ciclos y durante un período extendido. En un experimento, la fuerza de unión se mantuvo constante durante 100 ciclos. En otra prueba, el equipo sostuvo una roca rugosa y curva por más de siete días bajo el agua, luego la liberó a demanda. Particularmente en aplicaciones de salvamento donde sostener un objeto por un período extendido, esto podría ser crítico.

Para más información, contacte a Margaret Ashburn en Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita tener JavaScript habilitado para verla..