La naturaleza es una constante fuente de inspiración para los ingenieros y desarrolladores. Ahora, un equipo de MIT (Massachusetts Institute of Technology) y Harvard se están inspirando en el exoesqueleto de las langostas para diseñar una super-armadura corporal fuerte a la vez que flexible. Los resultados han sido publicados en la revista Acta Materialia.
Los investigadores creen que la membrana suave que cubre las articulaciones y el abdomen del crustáceo, un material que es tan resistente como el caucho industrial que se usa para fabricar neumáticos de automóviles y mangueras de jardín, podría guiar el desarrollo de un nuevo tipo de armadura corporal flexible para humanos. Una diseñada para cubrir articulaciones como rodillas y codos.
“Creemos que este trabajo podría motivar el diseño de armaduras flexibles”, dijo Ming Guo, del departamento de ingeniería mecánica del MIT, quién además señaló que la membrana de las langostas la ha ayudado a sobrevivir en la Tierra por más de 100 millones de años. “Si pudieras fabricar armaduras con estos tipos de materiales, podrías mover libremente tus articulaciones y te haría sentir más cómodo”.
El problema con las armaduras actuales
Los chalecos antibalas son ampliamente utilizados por los agentes del orden público y ya han salvado la vida de miles de personas de armas de fuego y municiones para rifles, según el Instituto Nacional de Justicia. Pero los chalecos también vienen con desafíos: el material tiene fecha de caducidad y restringen la movilidad.
Además, las armaduras corporales también pueden dañar la puntería y el enfoque del usuario, así como aumentar “el costo fisiológico para completar una tarea cuando está en servicio”, según el Centro Nacional de Información Biotecnológica.
Los investigadores del MIT creen que las langostas podrían ofrecer una solución al problema que afecta a la mayoría de las armaduras corporales modernas: cuánto más movilidad ofrece una armadura, menos protege al cuerpo del portador.
Capas sobre capas
Guo dijo que la idea de desarrollar una armadura corporal inspirada en langostas llegó mientras comía una y notó que la membrana transparente en el vientre del animal era difícil de masticar. A diferencia de la capa exterior con aspecto de hueso del crustáceo, los tejidos más blandos del animal seguían siendo un misterio, dijo.
Una vez que los investigadores comenzaron a diseccionar esos tejidos, hicieron un descubrimiento sorprendente. Hacer cortes significativos en la membrana no afectó la elasticidad del material. Determinaron que la elasticidad y la resistencia se deben a la estructura única de la membrana, que incluye decenas de miles de capas. Las fibras dentro de esas capas ayudan al material a disipar la energía cuando está bajo estrés, haciéndolo “tolerante al daño”, escriben los investigadores.
“Lo aprendido del estudio de la membrana suave de las langostas naturales arroja luz sobre el diseño de materiales sintéticos suaves, pero fuertes y resistentes para un uso confiable en condiciones mecánicas extremas, incluida una armadura flexible que puede brindar protección a todo el cuerpo sin sacrificar la movilidad de las extremidades”, explicó el estudio.
Además de una armadura corporal flexible, Guo dice que los materiales diseñados para imitar las membranas de langosta podrían ser útiles en robótica suave, así como en ingeniería de tejidos. En todo caso, los resultados arrojan nueva luz sobre la supervivencia de una de las criaturas más resistentes de la naturaleza.
