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Los pulpos y las sepias son maestros del disfraz. En una fracción de segundo, pueden transformar su tejido y mezclarse perfectamente con su entorno, volviéndose indistinguibles de una roca o un coral, por ejemplo. Tomando señales de la naturaleza, los investigadores de la Universidad de Cornell han ideado su propia piel de camuflaje que se estira y se transforma en 3D. La piel se puede programar para tomar todo tipo de formas.

Un ejemplo de la membrana inflada programada para formar formas de piedra. Crédito: JH Pikul et al., Science (2017).

El secreto del camuflaje inigualable de los cefalópodos radica en las protuberancias tridimensionales en la superficie de su piel llamadas papilas. En una quinta parte de un segundo, las papilas pueden elevarse o retraerse, transformando rápida y reversiblemente la superficie del animal en varias texturas, como las de las algas o los corales. La razón principal por la que los moluscos de cuerpo blando desarrollaron esta habilidad es para la defensa. Su cuerpo flexible no tiene huesos por lo que pueden escapar en pequeñas grietas, rocas, hendiduras e incluso en botellas y latas del fondo del mar. También pueden usar la propulsión a chorro para moverse rápidamente por el agua y escapar de los depredadores. Sin embargo, al final del día, estos animales invirtieron la mayor parte de los recursos en camuflarse porque vale la pena permanecer discreto en lugar de evadir constantemente a los depredadores.

¡Simplemente asombroso! Crédito: Giphy.

En el video de primer plano a continuación, puede ver cómo se activan las papilas.

Los ingenieros de Cornell trabajaron en estrecha colaboración con los biólogos de cefalópodos para diseñar un actuador inspirado en un pulpo blando controlable, informando en la revista Science . Primero, el biólogo de cefalópodos Roger Hanlon y sus colegas describieron minuciosamente las papilas, que son estructuras biológicas de hidrostatos musculares que realizan una acción y consisten solo en músculos sin estructura ósea. La lengua humana es otro excelente ejemplo de hidrostato muscular.

Muchos animales tienen papilas, pero no pueden extenderlas y retraerlas instantáneamente como lo hacen los pulpos y las sepias, dice Hanlon, quien es el principal experto en camuflaje dinámico de cefalópodos. Estos son moluscos de cuerpo blando sin caparazón; su principal defensa es su piel cambiante.

Los grados de libertad en el sistema de papilas son realmente hermosos, dijo Hanlon en un comunicado de prensa. En la sepia europea, hay al menos nueve juegos de papilas que son controlados de forma independiente por el cerebro. Y cada papila va desde una superficie bidimensional plana a través de un continuo de formas hasta que alcanza su forma final, que puede ser cónica o trilobulada o una de una docena de formas posibles. Depende de cómo estén dispuestos los músculos en el hidrostato.

Después de precisar la estructura, la función y la biomecánica de las papilas de los cefalópodos, los ingenieros de Cornell desarrollaron agrupaciones de tejido sintético que pueden programarse para extenderse y retraerse. Para imitar lo más posible a los cefalópodos, las papilas artificiales se construyeron a partir de una malla de fibra incrustada dentro de un elastómero de silicona. Un algoritmo determina cómo se establece el patrón en la malla utilizando un láser para que la forma 3D final de la piel alcance la configuración deseada. La silicona simplemente se infla para convertir la piel en un objeto 3D como una roca o la planta Graptoveria amethorum , como demostraron los investigadores.

Teóricamente, podrías hacer esto muy, muy rápido en milisegundos, dice el coautor del estudio, James Pikul.

Este no es el primer intento de camuflaje dinámico artificial. En 2014, investigadores chinos desarrollaron un material delgado y flexible de 4 capas que cambia de apariencia de forma autónoma para adaptarse al entorno.

El método permite que los materiales blandos y estirables se transformen de 2D a una forma 3D deseada, con una amplia gama de aplicaciones. Por ejemplo, el material se puede ajustar para reflejar la luz en su forma 2D y absorber la luz cuando se transforma en una forma 3D, lo que puede ser muy útil cuando desea manipular la temperatura. El camuflaje dinámico también es atractivo para la Oficina de Investigación del Ejército, que financió esta investigación.

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