Emulando el poder adhesivo de las salamanquesas
Imitar su habilidad nos permite reparar vasos sanguíneos, explorar el exterior de una nave espacial y escalar mejor que 'Spiderman'
El sueño de cualquier escalador es convertirse en un gecko o salamanquesa, como se le conoce popularmente. La mayoría de estos reptiles pueden desplazarse por los techos y escalar prácticamente cualquier vertical, ya sean superficies de piedra o de cristal pulido. No necesitan rugosidades para agarrarse y la gravedad no les supone un problema. Desde la antigüedad su habilidad para trepar paredes ha sido un misterio y los primeros naturalistas quedaron asombrados al ver como corrían bocabajo por encima de sus cabezas. No fue hasta el siglo pasado que los científicos desvelaron el secreto de su extraordinario poder. Hoy en día, gracias a la ciencia de los materiales, podemos emular —luego usar— sus propiedades adhesivas en diferentes campos como la medicina, la robótica o la ingeniería aeroespacial.
Es la geometría, no la química superficial, lo que permite a un gecko aguantar todo su cuerpo con un solo dedo
A lo largo de la historia, se han formulado diferentes hipótesis para explicar la adhesión de las salamanquesas, desde un simple pegamento o diminutos ganchos hasta fuerzas de succión o fuerzas electrostáticas. Las secreciones pegajosas fueron descartadas rápidamente, ya que los geckos carecen de glándulas en los pies. El agarre con ganchos no explica cómo escalan cristales. Las ventosas en los dedos tampoco son una alternativa; se ha comprobado que en espacios sin aire, al vacío, permanecen igualmente agarrados. De manera similar, en un ambiente carente de carga electrostática, siguen trepando. En los años sesenta, el científico alemán Uwe Hiller observó que la adhesión de los geckos aumenta cuantos más enlaces atómicos sueltos hay en la superficie por la que se desplazan. Este hecho le llevó a sugerir que usan las fuerzas de Van der Waals —atracciones débiles de corto alcance entre átomos de carga eléctrica opuesta—. Por una parte, la debilidad molecular de la interacción explicaría por qué pueden “pegar” y “despegar” las patas con facilidad, y así correr por muros, techos y cristales. Por otra parte, aparentemente, esta unión endeble no sería suficiente para sustentar el peso de las salamanquesas.
Esta tecnología se está desarrollando en la medicina para reparar vasos sanguíneos o para el sellado de agujeros en el tracto digestivo
La hipótesis de las fuerzas de Van der Waals fue finalmente corroborada en el año 2000 por un equipo de investigación liderado por el biólogo Kellar Autumn que descubrió cómo funcionan unas nanoestructuras ubicadas en los dedos de los geckos. En la base tienen unas almohadillas conformadas por miles de pelos microscópicos que se dividen en cientos de estructuras más pequeñas llamadas espátulas. Estas se ensanchan y aplanan en la punta formando un triángulo redondeado que aumenta el área de contacto entre el pie y la superficie. Así mismo, el ángulo también determina la adherencia y la velocidad a la que se pueden mover. El efecto combinado de millones de nanoespátulas proporciona fuerza más que suficiente para el desplazamiento de las salamanquesas: "Confirmamos que es la geometría, no la química superficial, lo que permite a un gecko aguantar todo su cuerpo con un solo dedo", apuntó Autumn después del hallazgo. En resumen, la orientación y la unión de Van der Waals hacen la fuerza.
Este descubrimiento abrió múltiples posibilidades en el cautivador mundo de las cintas adhesivas. Gracias a la imitación de las espátulas de las salamanquesas, los investigadores han creado diferentes materiales que maximizan el área de contacto a escala nanométrica. Las nuevas cintas sintéticas, al contrario que las convencionales, no son pegajosas, no se secan, no se ensucian y no dejan residuos. En consecuencia, permanecen pegadas más tiempo y se pueden usar múltiples veces sin que pierdan adherencia. Esta tecnología se está desarrollando para aplicarse en el campo de la medicina con el objetivo de reparar vasos sanguíneos o el sellado de agujeros en el tracto digestivo. También se han creado geckos robots que podrían usarse como simples juguetes, como rastreadores de supervivientes en edificios derrumbados o exploradores del espacio.
De hecho, la misma NASA está construyendo un robot capaz de desplazarse por el exterior de las naves espaciales tal como si fuera una salamanquesa, ya sea para la supervisión o la reparación de averías. De vuelta a la Tierra, el Departamento de Defensa de los EE UU ha desarrollado unas paletas que podrían ayudar a los soldados a escalar paredes infranqueables. De momento, ya permiten aguantar personas de aproximadamente 100 kilogramos de peso y escalar paredes de cristal de más de siete metros de altura. Superar a Spiderman es posible, después de todo, los geckos comen arañas.
Oscar Cusó (@oscarcuso) es biólogo, director y guionista de documentales de naturaleza, ciencia e historia. Ha trabajado en diferentes series y largometrajes para cadenas como la BBC, National Geographic o TVE.
Historias Naturales es una sección dedicada a las curiosidades científicas de los seres vivos. Una serie de reportajes donde se narran las historias que rodean a la flora y la fauna, desde sus leyendas y lunáticas concepciones hasta los descubrimientos más recientes. Un viaje del mito a la ciencia para descubrir las maravillas del mundo salvaje. El título de la sección juega con el plural para convertir la Historia Natural - concepción clásica de Biología - en cuentos, en relatos, en narraciones… en Historias Naturales.
