Las plumas del búho

El búho es la envidia de la aviación. ¿Por qué? Por su silencioso vuelo. De hecho, ninguna otra ave es tan sigilosa. ¿Cuál es su secreto?

Reflexione: Las plumas de la mayoría de las aves producen un ruidoso silbido cuando el aire pasa sobre ellas. En cambio, las del búho anulan ese ruido. ¿Cómo? Primero, el borde desflecado de las plumas remeras rompe las ondas de sonido que normalmente se crean cuando un ave baja las alas durante el vuelo. Y segundo, la mullida capa de suavísimas plumas que cubren todo su cuerpo amortiguan los demás ruidos.

A los ingenieros en aeronáutica les encantaría sacarle el jugo a lo que saben sobre el vuelo del búho. Para empezar, hay aeropuertos que limitan los despegues y los aterrizajes temprano en la mañana y tarde en la noche debido a estrictos controles en los niveles de ruido. Con aviones más silenciosos, se podrían realizar más vuelos. Ya existen varias posibilidades, pero apenas se está comenzando. Se calcula que todavía faltan varias décadas para fabricar un avión tan sigiloso como el búho.

La concha de los moluscos

Las conchas marinas parecen frágiles, pero no son tan fáciles de partir. Tenía que darles con un martillo para romper un trocito. La dureza de las conchas es sobresaliente en el caso de los moluscos.

Reflexione: La capa interna de la concha de los moluscos, llamada nácar o madreperla, está formada de escamas microscópicas separadas por nanómetros (un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro). La complejidad del nácar a escala nanométrica es asombrosa, y es muy probable que sea un factor clave en la dureza del material.

El redactor de artículos científicos Charles Petit califica de “increíblemente ordenada” la imagen ampliada del nácar. Al microscopio, un corte transversal se presenta como una pared de ladrillos, con placas hexagonales planas de un tipo de carbonato cálcico cristalino, ordenadas en capas perfectas. Lo que las une es un pegamento flexible de alto contenido proteínico que segrega el molusco.

El secreto de la concha de los moluscos podría tener una gran variedad de aplicaciones, como blindajes, carrocerías de autos y alas de aviones. La naturaleza emplea estructuras a nanoescala para producir materiales con propiedades mecánicas superiores. Los ingenieros aún tienen que aprender mucho para desarrollar el mismo tipo de habilidad.

El caparazón del escarabajo

El caparazón del escarabajo está formado por escamas superpuestas que son diez veces más finas que un cabello.

Reflexione: Se descubre que el secreto del color blanco brillante del escarabajo no tiene nada que ver con la pigmentación, sino con el tamaño de los filamentos que conforman las escamas y el espacio entre ellos, lo cual hace que se disperse la luz de un modo particularmente eficaz. Los revestimientos minerales industriales, como los que se usan en el papel de alta calidad, los plásticos y algunas pinturas, tendrían que ser el doble de gruesos para alcanzar la misma blancura”.

Los científicos creen que el caparazón le sirve para camuflarse entre los hongos blancos en que suele hallarse. Pero lo que más les interesa es aprovechar el secreto de su color para producir, por ejemplo, materiales sintéticos ultrablancos. El papel en el que escribimos, el color de los dientes e incluso la claridad de las luces “mejorarán significativamente si la tecnología logra tomar y aplicar las ideas de diseño que aprendemos de este escarabajo”.

Hojas repelentes al agua

¿Vasos plásticos autolavables? ¿Ventanas que permanecen secas bajo la lluvia? ¿Articulaciones de baja fricción para micromáquinas? Los científicos afirman que estos serían algunos de los beneficios que podrían obtenerse si se desentrañan los secretos que guardan las hojas de loto.

Reflexione: Su superficie, cubierta de diminutas papilas repletas de microcristales de cera, mantiene a raya las gotas que caen sobre las hojas; de ahí que estas sean repelentes al agua. Además, su inclinación hace que el líquido resbale sin apenas tocarlas, lo cual no solo las conserva secas, sino también limpias. ¿Por qué? Porque las gotas arrastran todas las partículas de polvo y suciedad.

Los científicos se han propuesto copiar las características de la hoja de loto para crear materiales repelentes al agua y adaptarlos, por ejemplo, a las micromáquinas que se dañan con el líquido. Esta clase de superficie puede tener una infinidad de aplicaciones.

El pico del tucán

Como volar no es su fuerte, este habitante del centro y del sur de América se desplaza dando saltitos. Algunas especies del tucán emiten un sonido parecido al de la rana, pero de mayor intensidad. De hecho, puede escucharse en la jungla a casi un kilómetro (media milla) de distancia. Sin embargo, lo que más sorprende a los científicos es su pico.

Reflexione: El pico de algunos tucanes alcanza el tercio de la longitud de su cuerpo. Uno pensaría que pesa mucho, pero no. La superficie del pico está hecha de queratina, la misma sustancia que contienen las uñas y el cabello, así como de varias capas de pequeñas placas hexagonales sobrepuestas en forma de tejas.

Su consistencia se ha comparado con una esponja rígida. Algunas partes son huecas y otras están formadas por filamentos y membranas, que lo hacen sumamente ligero y resistente. Es casi casi como si el tucán fuera un experto en ingeniería mecánica.

La estructura de su pico le permite absorber fuertes impactos. Con razón los expertos quieren adaptarla a las necesidades de la industria aérea y automotriz. Los tableros de mandos hechos con materiales semejantes a los del pico del tucán ofrecerían mayor protección a los automovilistas en caso de choque.

La fría luz de la luciérnaga

En las zonas tropicales y templadas de nuestro planeta vive la luciérnaga, un insecto que se caracteriza por los destellos de luz que emite para atraer a su pareja. Cabe destacar que este tipo de luz es superior tanto a la incandescente como a la fluorescente que el hombre ha logrado producir. Así que la próxima vez que revise su factura de la luz, piense en lo que algo tan pequeño como la luciérnaga es capaz de hacer.

Reflexione: La bombilla incandescente solo emite un 10% de su energía en forma de luz; el resto prácticamente se desperdicia, pues se transforma en calor. La bombilla fluorescente realiza mucho mejor su función, ya que emite el 90% de su energía en forma de luz. Pero ni una ni otra iguala a la luciérnaga. En el caso de esta, casi el cien por ciento de su energía se transforma en luz, emitiendo muy pocos rayos ultravioletas e infrarrojos.

El secreto de la luciérnaga radica en una reacción química que tiene lugar en ciertas células especializadas llamadas fotocitos. En el proceso, una sustancia conocida como luciferina se combina con el oxígeno (que sirve de combustible) bajo la acción de la enzima luciferasa. Dicha reacción genera luz fría, llamada así porque prácticamente no emite calor. Con razón Thomas Edison, el inventor de la bombilla, “debió sentir envidia de las luciérnagas”.

El sistema de navegación de la mariposa

La mariposa monarca viaja 3.000 kilómetros (1.800 millas) desde Canadá hasta una pequeña zona boscosa de México. ¿Cómo se guía si su cerebro es apenas del tamaño de la cabeza de un alfiler?

Analice lo siguiente: La monarca está dotada de una brújula solar, cuyo referente fijo es el Sol. Además, emplea un reloj circadiano sumamente exacto (una función biológica basada en un ciclo de veinticuatro horas) que le sirve para reajustar su rumbo en función de la trayectoria del astro rey. La mariposa “construye su reloj circadiano de una forma jamás vista en otros insectos o mamíferos”.

Conocer mejor los secretos del reloj circadiano de la monarca podría ayudar a los científicos a lograr un mejor entendimiento de esta función en los seres humanos y los animales. Incluso podrían descubrirse nuevos tratamientos para los trastornos neurológicos. Es importante comprender cómo procesa el cerebro la información sobre el tiempo y el espacio, y la monarca es un caso extraordinario en este campo.