¿Caminar como un... geco?
Las almohadillas de los pies de los animales inspiran un polímero que se pega al hielo
Una solución a las lesiones por resbalones y caídas puede encontrarse bajo los pies, literalmente. Las almohadillas de las patas de los gecos tienen mecanismos hidrófilos (amantes del agua) que les permiten moverse con facilidad por superficies húmedas y resbaladizas. Los investigadores de la revista ACS Applied Materials & Interfaces informan del uso de caucho de silicona mejorado con nanopartículas de circonio para crear un polímero antideslizante inspirado en los gecos. El material, que se adhiere al hielo, podría incorporarse a las suelas de los zapatos para reducir las lesiones humanas.
Según la Organización Mundial de la Salud, los resbalones y las caídas causan más de 38 millones de lesiones y 684.000 muertes al año. Y casi la mitad de estos incidentes se producen sobre hielo. Las suelas antideslizantes actuales se basan en materiales como el caucho natural, que repele la capa de agua líquida que se asienta sobre el pavimento en un día lluvioso. Sin embargo, en calzadas heladas, las suelas de estos materiales pueden hacer que el hielo se derrita por la presión del usuario, creando la superficie resbaladiza contra la que se supone que protegen los zapatos.
Estudios anteriores sobre las patas de los gecos han aportado nuevas ideas para desarrollar polímeros antideslizantes más eficaces. Esos trabajos descubrieron que la pegajosidad de sus almohadillas plantares procede de la adhesión hidrofílica potenciada por los capilares: La fuerza del agua que penetra en los estrechos surcos de la almohadilla crea una succión que ayuda al lagarto a desplazarse por superficies resbaladizas. Vipin Richhariya, Ashis Tripathy, Md Julker Nine y sus colegas se propusieron desarrollar un polímero con adhesión capilar mejorada que funcionara en aceras lluviosas y superficies heladas.
Los investigadores partieron de un polímero de caucho de silicona y le añadieron nanopartículas de circonio para que el material atrajera moléculas de agua. Después de laminar el material compuesto hasta formar una fina película, la endurecieron con calor y grabaron con láser un patrón acanalado en la superficie de la película que dejaba al descubierto las nanopartículas hidrófilas de circonio. Cuando la película encontró moléculas de agua sobre el hielo, se adhirió a la superficie resbaladiza porque el polímero imitaba la acción capilar de las almohadillas antideslizantes de los gecos. Probaron cinco versiones del material nanocompuesto estampado con diferentes proporciones de nanopartículas de circonio en peso: 1%, 3%, 5%, 7% y 9%.
Mediante espectroscopia infrarroja y ensayos de fricción simulada, los investigadores descubrieron que los nanocompuestos más antideslizantes contenían un 3% y un 5% de nanopartículas de circonio en peso. Además de una suela de zapato antideslizante inspirada en la naturaleza, el equipo afirma que esta tecnología podría utilizarse en innovaciones médicas, como la piel electrónica y la piel artificial, donde los polímeros interactúan con una capa de fluido entre dos superficies diferentes.
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