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- Los científicos pueden encender o apagar este dispositivo de agarre inspirado en gecko con solo mover una luz
Un apuesto tokay gecko. Foto: Ethan Knapp y Alyssa Stark
Cualquiera que viva o haya visitado un país tropical probablemente esté familiarizado con el chirrido de la gecko. Estas simpáticas lagartijas habitan en casas y selvas que se extienden desde Indonesia hasta Tanzania y la República Dominicana. Emergen después del atardecer, aprovechando su visión de visión nocturna, que es 350 veces más poderosa que la de un humano, y son bienvenidos en los hogares y hoteles, ya que engullen mosquitos y otras plagas de insectos.
Además de los lugareños, los científicos también adoran estas coloridas lagartijas. Los geckos poseen la capacidad única entre los lagartos de atravesar paredes planas y correr por los techos, incluso si la superficie es muy lisa. Los investigadores han estado desconcertando esta capacidad durante años, y docenas de laboratorios han probado la adhesión de gecko con la esperanza de aprovechar esta superpotencia para su uso potencial en todo, desde robótica hasta tecnología espacial, medicina y "cinta de gecko".
Resulta que los dedos gecko contienen estructuras con forma de cabello que forman una interfaz multicontacto, lo que significa que los geckos se agarran con miles de pequeñas estructuras adhesivas en lugar de lo que parece ser un solo pie uniforme.
Sin embargo, persisten las lagunas en la comprensión de los investigadores de cómo los pies de gecko interactúan con las superficies en su entorno natural, especialmente en condiciones secas versus húmedas. Los científicos saben que las almohadillas de gecko son superhidrofóbicas o repelentes al agua, pero los geckos pierden su capacidad de aferrarse al vidrio cuando se moja. ¿Por qué no simplemente repelen el agua y se aferran a la superficie de vidrio debajo? Del mismo modo, los científicos se preguntan cómo lidian los gecos con las hojas húmedas en el bosque durante las tormentas de lluvia.
Un nuevo artículo publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences investiga estos misterios. Los autores decidieron probar el agarre de gecko en una gama de materiales húmedos y secos que atraen y repelen el agua. Para realizar sus experimentos, equiparon seis geckos tokay con arneses del tamaño de un gecko. Colocaron los gecos en cuatro tipos diferentes de materiales, como vidrio, plástico y una sustancia diseñada para imitar hojas tropicales cerosas. Después de darles a las lagartijas algo de tiempo para adaptarse a su nuevo entorno, los investigadores aplicaron una presión uniforme de tirón en los arneses de los geckos, tirando en la dirección opuesta de donde caminaban los animales. Finalmente, los geckos no pudieron aferrarse más y perdieron el control. Esto permitió al equipo medir la fuerza adhesiva requerida para desplazar a los animales. También repitieron los mismos experimentos en condiciones muy húmedas.
Los autores descubrieron que los materiales que son más "humectables", una indicación del grado en que una superficie atrae a las moléculas de agua, menos fuerza se necesitó para interrumpir el agarre de los geckos. El vidrio tenía la mayor humectabilidad de las superficies que los investigadores probaron, y los geckos se deslizaban fácilmente del vidrio húmedo en comparación con el vidrio seco. Cuando ese material se moja, el agua forma una película delgada y atractiva que evita que los pelitos de los dedos del pie del gecko entren en contacto con la superficie.
Las propiedades de baja humectabilidad de las hojas cerosas, por otro lado, permiten a los gecos establecer un agarre resistente, incluso en tormentas de lluvia, porque las hojas repelen activamente el agua. Los geckos se desempeñaron igualmente bien en condiciones húmedas y secas en la superficie que imita las hojas, encontraron los investigadores.
La forma en que los geckos interactúan con las superficies depende de una teoría termodinámica de la adhesión, concluyen los autores. Estas características están dictadas por la fuerza de Van der Waals, o la suma de interacciones atractivas y repulsivas entre los dedos gecko y las características de las superficies con las que entran en contacto. Mientras esas fuerzas atractivas se burlen, los geckos tienen suerte de controlar cualquier superficie con la que entren en contacto, independientemente de si está húmeda o seca.
Utilizando nuestros resultados de adhesión de animales enteros, descubrimos que las superficies húmedas que incluso son débilmente permiten que el sistema adhesivo gecko permanezca funcional para aferrarse y probablemente también para la locomoción.
Nuestros hallazgos sugieren un nivel de versatilidad en el sistema adhesivo gecko que anteriormente no se tenía en cuenta y cuestiona interesantes predicciones evolutivas, ecológicas y de comportamiento.
Además de arrojar luz sobre cómo las adaptaciones de gecko ayudan a los lagartos a hacer frente a su entorno natural, los autores creen que sus hallazgos pueden contribuir al diseño de nuevos robots de gecko sintéticos que pueden superar el talón de Aquiles de vidrio húmedo de geckos de la vida real, útil tal vez para limpiar rascacielos ventanas, espiando a sospechosos de terrorismo o simplemente cambiando una bombilla de difícil acceso.
