Biomimètica 3C

Biomimètica 3C
Francesco Sottile

Què podem aprendre de la pell de l'ós polar?

Zoom

Els óssos polars són animals icònics de l'Àrtic i un exemple extraordinari d'adaptació natural.

De fet, aquests animals són els majors carnívors terrestres de la Terra però, curiosament, se'ls considera mamífers marins pel fet que passen la major part de la seva vida en el mar gelat i són excel·lents nedadors. A l'hivern la temperatura mitjana de les regions àrtiques oscil·la entre -34 i 0 Cº amb pics que arriben fins als -50 Cº, mentre que durant l'estiu la temperatura se situa entre els -10 i 10 Cº.

Els mars gelats de les regions àrtiques esdevenen un dels entorns més hostils del planeta però no és així per als óssos polars. De fet, les seves característiques físiques s'han adaptat per tolerar perfectament temperatures extremadament baixes, permetent-los moure's a través de la neu, el gel i les aigües gelades. En aquest sentit, compten amb una gruixuda capa de greix que els protegeix del fred, encara que no és l'única barrera amb la qual compten. Els óssos polars també estan embolicats amb una pell blanca perfectament dissenyada que els proporciona camuflatge i aïllament tèrmic.

Però quin és el secret d'aquesta increïble pell i com aconsegueix protegir-los? La resposta està en el pèl d'aquests animals i, en particular, en el seu simple però intel·ligentment dissenyada microestructura.

Tant és així que el seu pèl és impermeable, a causa de la seva particular estructura buida que recorda a la d'un tub o cable buit. Aquest detall pot semblar trivial, però realment juga un paper crucial a l'hora de fer front a l'entorn extrem de l'Àrtic. La particular forma d'aquesta estructura buida és capaç d'atrapar aire en el seu interior, un element que és mal conductor de la temperatura i que converteix a cada pèl en una barrera tèrmica.

En l'Edat de Pedra els nostres ancestres ja van comprendre la capacitat d'aïllament tèrmic que els aportaven les pells animals, un fet que va resultar decisiu perquè poguessin sobreviure durant les dures estacions fredes. Durant els últims anys les propietats aïllants del pèl de l'ós polar han atret l'interès de la comunitat científica per al disseny de material innovador amb propietats tèrmiques millorades. L'aïllament tèrmic resulta crític per a la gestió de l'energia, tal com succeeix amb el control del seu ús i la seva despesa. La possibilitat de desenvolupar nous i més eficients materials amb propietats de aislament tèrmic millorat podrien ser beneficiosos per a un ampli rang d'aplicacions.

De fet, l'estructura buida biomimética inspirada en el pèl de l'ós polar és actualment una de les candidates més prometedores. Aquest és el cas del sector de la construcció, amb una necessitat creixent de millors solucions d'aïllament tèrmic per a reduir el consum energètic. Addicionalment, el tèxtil també podria beneficiar-se amb el disseny de noves robes inspirades en els óssos polars, així com la indústria automobilística o espacial, amb nous materials aïllants.

És interessant veure que aquestes estructures buides biomimètiques no només constitueixen una solució brillant per a crear materials per a l'aïllament tèrmic, sinó que poden utilitzar-se per a absorbir el so, crear conductes per a dispositius macro i nano fluids, i fins i tot membranes per al tractament d'aigües residuals.

La Natura sempre ha inspirat als humans i ofereix contínuament solucions brillants per al disseny de nous materials, processos i sistemes. En aquest context el pèl de l'ós polar constitueix un altre exemple elegant. Per desgràcia, el canvi climàtic disparat per les activitats humanes està causant contínuament el desglaç, reducció i fragmentació del gel polar. Els óssos polars depenen totalment d'aquesta plataforma gelada en la qual descansen, es reprodueixen i cacen foques. Com a conseqüència d'aquest procés, les seves preses són cada vegada menys abundants i els óssos es veuen obligats a recórrer distàncies més llargues per a trobar gel “més resistent”. La malnutrició i la inanició podrien empènyer als óssos polars a abandonar el seu hàbitat original i entrar en contacte amb comunitats de la costa àrtica, amb conseqüències molt negatives tant per a humans com per a animals.

La pèrdua d'aquest hàbitat constitueix la major amenaça per a la supervivència dels óssos polars. Aquests animals icònics són essencials no només per a mantenir l'equilibri de l'ecosistema àrtic sinó que també ofereixen solucions revolucionàries que poden aplicar-se per al benestar humà i la pròpia protecció del medi ambient.