Un ensayo sobre la inspiración de la naturaleza para el ser humano.
Los ingenieros siempre se han inspirado en la naturaleza. Leonardo da Vinci escribió en el siglo XVI: “La espiritualidad humana creará todo tipo de inventos, pero no los hará mejores, más simples, más claros para los productos naturales. Sin embargo, los logros ejemplares de la biónica no son sólo la imitación. de la naturaleza, sino el resultado de intentar explorar los principios y mecanismos detrás de los sistemas naturales y luego aplicarlos concretamente. De hecho, la simple replicación de tejido biológico puede conducir a diseños de ingeniería mediocres y terribles.
Piense en todos los intentos fallidos de los humanos de construir aviones. Los hermanos Bai superaron con éxito esta dificultad. En lugar de simplemente imitar las posturas de los pájaros, examinaron el delicado estado de sus alas durante el despegue, el aterrizaje y el planeo, y luego las trasplantaron a aviones con alas fijas.
Hay muchos ejemplos famosos de la aplicación de la biónica en la historia de la invención. De manera más vívida, el ingeniero suizo George Mestraw inventó el velcro en la década de 1940, inspirado en la planta Xanthium que se le pegaba a los pantalones y a las orejas de perro. Un ejemplo más reciente es el de 1995, Intel Freescale, una de las mayores empresas de alfombras del mundo, produjo una alfombra que imitaba la superficie de un bosque. Además, las langostas con un agudo sentido del olfato han proporcionado a la gente ideas para fabricar detectores de olores; una mosca parásita, con un órgano auditivo tan agudo como un micrófono, ha contribuido mucho al diseño de mejores audífonos. También hay geckos y lagartos. Los geckos dependen de la atracción molecular de los bigotes de los dedos de los pies para aferrarse a paredes y techos. La fuerza de succión combinada de cientos de millones de moléculas en las patas de un gecko puede, en teoría, soportar 60 libras, lo que ofrece perspectivas alentadoras para la creación de cinta adhesiva reutilizable.
Un ejemplo similar es el del mejillón que utiliza sus proteínas para producir un coloide tan fuerte que puede pegarse a las rocas incluso en agua de mar fría. El coloide podría usarse en todo, desde suturas quirúrgicas hasta reparación de barcos. Un producto biónico reciente, el revestimiento de silicona "Litesi", también aprovecha la función de autolimpieza de Lotus. El fabricante alemán de esta pintura afirma que basta con un cepillo y un balde de agua para eliminar la suciedad de esta pintura doméstica.
En su libro "Bionics" de 1997, la divulgadora científica Jenin Benas escribió: "A diferencia de la revolución industrial, la revolución biónica no nos trae un mundo que derivamos de la naturaleza. Una era de excavación, sino una era en la que aprendemos de la naturaleza”.
Quizás nada en este mundo sea más elegante y eficiente que los hilos de una telaraña. En su oficina de la Universidad de Wyoming, el biólogo molecular Landon Lewis muestra la anatomía computarizada de una araña de telaraña dorada. Seis glándulas filamentosas separadas en el abdomen de la araña secretan diferentes soluciones proteicas o moco. Producen seis tipos de seda mediante el poder de las hileras de araña: una es para envolver huevos, la otra es para garantizar la seguridad de la caza, la tercera es para tejer telarañas y la más elástica es la seda de tracción, que utilizan las arañas para tejer. telarañas o caminar. El alambre de arrastre es la seda más resistente que un animal puede fabricar. En teoría, las hebras de seda de araña del grosor de un lápiz podrían enganchar aviones que aterricen en portaaviones y son tan elásticas como el nailon. La dureza y elasticidad de la seda de araña son cinco veces mayores que las de la fibra B en los chalecos antibalas.
La seda de araña es muy mágica, pero no es fácil de producir. Todo el mundo quiere criar arañas, pero nadie puede hacer nada porque las arañas juntas acabarán devorándose entre sí. En una granja en las afueras de Montreal, el biólogo molecular Jeffrey Turner, presidente y director ejecutivo de Nicosia Biotech, está probando un nuevo enfoque.
Tenemos que empezar desde el principio. En 1998, Turner se enteró de que Lewis y otros habían aislado el gen de la araña. Al observar que los investigadores ya estaban produciendo medicamentos a través de los sistemas secretores de las cabras, no pudo evitar preguntarse por qué las cabras no podían producir seda de araña en su leche. Después de todo, las glándulas productoras de seda de las arañas son muy similares a las glándulas productoras de leche de las cabras. "Así que llamé a Langdon y le pedí que me ayudara a investigar los genes de la seda de araña", recordó Turner.
Los técnicos de Nicosia primero extrajeron cientos de óvulos fertilizados de docenas de cabras, luego insertaron genes de seda de araña en los óvulos fertilizados y luego reintrodujeron los huevos fertilizados en las cabras. Este verano, las ovejas fecundadas se convirtieron en madres y los técnicos nigerianos pudieron extraerles la leche (que en esta etapa es como jarabe de arce). Sin embargo, hasta ahora Nekosia no ha hecho nada revolucionario. "Simular cómo una araña hila seda es lo más difícil de hacer", dijo Turner. En su hilera, la araña de alguna manera convierte la baba en un filamento que tira constantemente: no está húmedo ni quebradizo, sino bastante duro y elástico.
Nekosia y sus socios de investigación, expertos del Comando Biológico y Químico del Ejército de EE. UU., están tratando de poner baba de araña en recipientes con forma de jeringa y exprimir los filamentos tejidos.
En un experimento reciente, la empresa fabricó seda que tenía muchas propiedades casi idénticas a la seda de araña natural, pero admitió que era sólo un 30 por ciento más fuerte que la seda natural. Por supuesto, Turner sigue siendo optimista. Cree que la seda podría fortalecerse y planea patentar el experimento en los próximos años.
Existe más de una forma de trepar por una barandilla, y también lo es la seda de araña simulada. David Kaplan, estudiante de ingeniería y profesor de la Universidad Taft que lleva años estudiando la bioseda, tiene grandes esperanzas puestas en las aplicaciones de los remolques. Dijo que aunque la seda no es tan resistente como la seda de araña, puede usarse en dispositivos médicos con relativa rapidez y también puede obtenerse comercialmente a gran escala.
En su laboratorio, Kaplan muestra una caja de metal grande y poco profunda llamada carrete de cuerda, que parece las entrañas de un piano de cola y contiene una docena de pequeños motores. Cuatro pies de fibra se tiran de motores en cada extremo del carrete, y cada haz consta de 10 filamentos. Una computadora controla cada motor para torcer las fibras a un número diferente de revoluciones por pulgada, dando a cada haz de fibras diferentes resistencias y elasticidades. "Si los combinas y los retuerces de la manera correcta, puedes obtener todo tipo de propiedades que desees", dijo Kaplan.
Cree que el tejido humano crecerá alrededor de estas fibras y creará nuevos ligamentos. Ahora se centra en la investigación de reemplazos artificiales para el ligamento cruzado anterior, un tejido de la rodilla que durante mucho tiempo ha sido un problema para los atletas. "En teoría, la seda debería utilizarse en todos los tendones y ligamentos, pero también en otros tejidos", afirmó. ¿estimar? Durante los próximos dos o tres años se realizarán experimentos con fumadores.
La sociedad puede aceptar la ingeniería genética o rechazarla por considerarla demasiado peligrosa. Sin embargo, el mundo natural sigue inspirando a diseñadores, científicos y otros innovadores. Las juguetonas cabras del corral experimental de una empresa de Nicosia podrían algún día producir algunos materiales raros para chalecos antibalas. La biónica parece tener un futuro brillante.