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El maravilloso mundo natural ha sufrido evoluciones asombrosas. Muchos tipos de objetos tienen habilidades que los humanos pueden aprender y aplicar para resolver perfectamente problemas de la vida real.

1. Del pico del martín pescador al tren bala Shinkansen (Japón)

Cuando se lanzó por primera vez, el tren bala Shinkansen 500, al salir a gran velocidad del túnel, creó una enorme ola de presión de aire, provocando una fuerte explosión, siendo muy ruidoso, incómodo y creando una sensación de inseguridad en la comunidad circundante. Por lo tanto, los ingenieros tienen la tarea de solucionar este problema sin cambiar la velocidad y la eficiencia del tren. Inesperadamente, la solución vino de... el pico del martín pescador.

Según las observaciones del ingeniero jefe Eiji Nakatsu, el martín pescador puede sumergirse desde el aire en el agua sin salpicar, aunque el entorno acuático es mucho más denso que el aire. El secreto de esta ave radica en su pico largo y delgado, que le permite cortar planos de diferentes densidades con la mínima interferencia. Por ello, los ingenieros rediseñaron la proa del barco basándose en la simulación del pico de un martín pescador para solucionar el problema técnico del ruido cuando el barco sale del túnel. Se dice que este cambio de diseño ha aumentado el rendimiento y la velocidad y al mismo tiempo cumple con los requisitos de los estándares de ruido.

2. Aplicación "pies de lagarto"

Según los científicos, es un milagro que los lagartos puedan aferrarse firmemente a cualquier superficie, ya sea colgando del techo o sobre hojas resbaladizas. Después de años de investigación, descubrieron que gracias a las estructuras microscópicas que tienen en sus patas, este pequeño animal puede sostener todo su cuerpo en cualquier superficie. En consecuencia, el dedo de cada lagarto está cubierto de millones de pelos diminutos, cada uno de los cuales se ramifica en cientos de pelos aún más pequeños. Lo que es más milagroso es que los lagartos pueden separar fácilmente las fuerzas de agarre cambiando el ángulo de sus patas, lo que les permite moverse con extrema flexibilidad y rapidez.

Utilizando la microestructura de las patas de los lagartos, los científicos han creado una "cinta de gecko" experimental que puede soportar una gravedad significativa sin dejar residuos. El principio del “pie de gecko” también se aplica para desarrollar robots trepadores que pueden inspeccionar dispositivos en posiciones difíciles o dispositivos médicos que deben fijarse temporalmente sin dejar residuos. Recientemente, los investigadores también han desarrollado cinta quirúrgica que puede sustituir a las suturas gracias a este principio.

3. Estructura única de la piel del tiburón: barrera natural que previene las bacterias

Inspirándose en la estructura única de la piel de los tiburones, el ingeniero Anthony Brennan desarrolló una superficie estampada llamada Sharklet, que reduce la penetración bacteriana y previene la adhesión en superficies lisas hasta en un 85%. Esta superficie estampada se utiliza en mangos, instrumentos médicos y paneles táctiles en hospitales como una forma natural de combatir las bacterias.

Según una investigación, la piel de tiburón está cubierta por millones de pequeñas escamas en forma de V que parecen dientes, creando una superficie rugosa que evita que bacterias, microorganismos y algas se adhieran a ella. Por tanto, como un escudo natural, esta piel rompe la fina capa de agua en la que residen las bacterias y microorganismos, haciendo que sean fácilmente arrastrados por el agua.

4. De las aletas de ballena a la producción de energía eólica

¿Sabías que para producir turbinas que generen energía a partir del viento, incluso a velocidades de viento muy bajas, los científicos han simulado los principios de funcionamiento de las aletas, aletas y colas de las ballenas? Según las observaciones, aunque las ballenas jorobadas son de tamaño gigante, tienen la capacidad de nadar de manera extremadamente rápida y flexible. Incluso pueden realizar giros bruscos o poderosas estocadas para cazar presas fácilmente.

Para explicar esto, los científicos han pasado muchos años investigando y descubrieron que son las jorobas, también conocidas como bordes ásperos, ubicadas a lo largo del borde frontal de las aletas de las ballenas las que les ayudan a controlar sus cuerpos incluso en ángulos de aceleración que pueden provocar la pérdida del equilibrio. Después de este descubrimiento, el "efecto de borde abultado" de las aletas, aletas y colas curvas de las ballenas se aplicó a las turbinas eólicas, ayudando a que estas turbinas funcionen con mayor suavidad, reduciendo la presión sobre la estructura y evitando el "bloqueo" cuando la presión del viento disminuye.

5. "Aire acondicionado" de nidos de termitas

El nacimiento de muchos edificios que ahorran energía ha marcado la transformación de la inspiración de la estructura mágica de los nidos de termitas en vida. Según las observaciones, en medio del calor de más de 38°C en las sabanas áridas de África, la temperatura interna de los termiteros permanece muy estable, asegurando la proliferación y el desarrollo de toda la colonia de termitas. Tienen un “aire acondicionado” natural gracias a una red de túneles, respiraderos y chimeneas que ayudan a la ventilación. Por lo tanto, el aire caliente será liberado a través de las chimeneas centrales mientras que el aire más frío será aspirado a través de túneles cerca de la base de la torre que han sido enfriados por el suelo circundante.

Aprendiendo de las estructuras de los nidos de termitas, los arquitectos han diseñado muchos edificios inteligentes para ahorrar energía. Por ejemplo, el centro Eastgate en Harare, Zimbabwe, ha simulado una estructura de nido de termitas para reducir la dependencia del aire acondicionado, ahorrando energía y al mismo tiempo garantizando una temperatura estable y cómoda para los residentes.

6. Aplicar métodos de limpieza naturales de hojas de loto.

Las hojas de loto tienen la capacidad de autolimpiarse gracias a una micro y nanoestructura hidrofóbica cubierta con una capa de cera. Por lo tanto, cuando el agua cae sobre la hoja de loto, el agua se condensará en cuentas esféricas y cuando estas gotas de agua rueden sobre la superficie de la hoja, tendrán el efecto de eliminar la suciedad y los contaminantes, manteniendo limpia la hoja de loto. Además, gracias a esta estructura, las hojas de loto también tienen la capacidad de resistir las bacterias que se adhieren a la superficie.

Inspirándose en el “efecto hoja de loto”, los científicos han desarrollado pinturas, vasos y tejidos autolimpiantes. En consecuencia, han creado revestimientos que simulan la superficie súper hidrofóbica de las hojas de loto, lo que permite que el agua de lluvia elimine la suciedad o hace que la ropa sea resistente a las manchas, lo que ayuda a reducir los productos químicos de limpieza agresivos y contribuye a la protección del medio ambiente.

7. Pegamento inspirado en las almejas

Para crear un pegamento que pueda adherirse firmemente a superficies húmedas y rugosas, los científicos aprendieron de la estructura de las almejas, animales que tienen la capacidad de adherirse firmemente a todo tipo de superficies bajo el agua. En consecuencia, los mejillones tienen hilos de seda anclados por placas. Al contener proteínas ricas en DOPA, un aminoácido que puede unirse en presencia de agua, estas placas permiten que los mejillones se adhieran firmemente a rocas, metales o plásticos. Simulando la estructura de adhesión de los mejillones, los científicos han estado desarrollando un pegamento que puede adherirse a superficies en el ambiente acuático y que puede usarse para reparar barcos o con fines médicos. Por ejemplo, pueden haber adhesivos quirúrgicos para tejidos internos húmedos o adhesivos para implantes médicos y materiales de reparación ósea.

8. Las alas de mariposa son duraderas

Al estudiar las alas azules iridiscentes de la mariposa Morpho, los científicos descubrieron que estos colores se crean gracias a nanoestructuras microscópicas en las escamas de las alas que ayudan a controlar la luz: las longitudes de onda azules se realzan y reflejan, mientras que otras longitudes de onda pueden anularse entre sí, creando colores brillantes que cambian con el ángulo de visión.

Esto ha creado una nueva fuente de inspiración creativa para el campo de los materiales. Los ingenieros están trabajando en la creación de tintes incoloros que aún mantengan una vitalidad duradera, características de seguridad óptica para evitar falsificaciones o pantallas de proyección que muestren imágenes sin la tradicional luz de fondo de color.

9. Tentáculos de pulpo y robots con brazos flexibles.

Cuando aparecieron por primera vez, los robots solían tener una forma bastante tosca y pesada con manos rígidas. Sin embargo, inspirándose en los tentáculos flexibles de los pulpos, los científicos han estado desarrollando robots con manos suaves que pueden sostener objetos frágiles o incluso operar de forma segura bajo el agua.

Según las observaciones, los pulpos tienen "manos" extremadamente hábiles que les ayudan a captar, explorar y sentir cosas gracias a ventosas especiales. Estos tentáculos tienen un complejo mecanismo de acción que permite al pulpo agarrarse temporalmente a superficies húmedas, rugosas o lisas con precisión. Al investigar y aprender del mecanismo de los tentáculos del pulpo, los científicos esperan poder aplicar estos "tentáculos" en la producción de herramientas quirúrgicas, herramientas submarinas o brazos robóticos para industrias manufactureras sofisticadas.

10. Aplicación gracias a la lengua mágica del camaleón

Al estudiar la milagrosa lengua de los camaleones, los científicos de la Universidad del Sur de Florida descubrieron que gracias a los músculos envueltos alrededor de un hueso cónico dentro de la lengua, que almacena energía elástica, los camaleones pueden proyectar sus lenguas hacia afuera a velocidades de hasta 16 pies (5 m) por segundo. Este “mecanismo de disparo de lengua” ha inspirado a los ingenieros a investigar herramientas médicas y robótica. Si tienen éxito, pequeños dispositivos basados ​​en mecanismos de disparo rápido, como las hojas de gecko, podrían eliminar los coágulos de sangre de los vasos sanguíneos delicados. En robótica y espacio, sistemas similares podrían ayudar a recolectar escombros en edificios derrumbados o capturar objetos en gravedad cero.