updated 10:44 PM CEST, Sep 29, 2016

Lo sentimos, arañas: Los caracoles marinos hacen el material más fuerte del mundo

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lapa común de California

Los dientes de la lapa común (Patella vulgata) son más resistentes que el Kevlar

Hazte a un lado Spider-Man: la cosa más fuerte del mundo no es tu seda; son los dientes del un caracol marino.

Los dientes de una especie de lapa común (Patella vulgata) son más resistentes que el Kevlar y más fuertes que la seda de araña, informan los investigadores en la edición del 18 de febrero de la revista de la Royal Society Interface.

"La seda de araña ha estado ganando esta competición durante mucho tiempo. Yo estaba sorprendido y emocionado de que los dientes de lapa desbancaran al ganador", dijo el autor principal del estudio Asa Barber, profesor de ingeniería mecánica en la Universidad de Southampton en Inglaterra.

Las lapas son pequeños y resistentes caracoles que viven en todas partes del océano, desde los más profundos y oscuros cañones a las más duras y difíciles costas. Su vivaz concha en forma de cono protege un pie robusto que se aferra a las rocas con un agarre fenomenal. Las lapas se alimentan de algas, desenrollando una larga lengua salpicada de cientos de afilados dientes que raspan su comida de rocas y acantilados.

estructura de los dietes de lapa común (Patella vulgata)estructura y fuerza de los dietes de lapa común (Patella vulgata)Aunque lapas dejan atrás las rocas rasguñadas, nadie había puesto a prueba la fuerza de sus dientes, dijo Barber. "La naturaleza siempre desarrolla la estructura perfecta para un trabajo mecánico en particular, así que pensé 'Tienen que ser realmente fuertes'", dijo.

Resulta que las lapas locales de Southampton crecen dientes mineralizados que son un 10 por ciento más resistentes que la seda de araña, dijo Barber.

Barber y su equipo de investigación probaron piezas microscópicas de diente de lapa. Cada diente curvo es de aproximadamente 1 milímetro de largo (0,04 pulgadas) - aproximadamente el grosor de una moneda de diez centavos - y los científicos querían estar seguros de que sus muestras no fueran afectadas por la curvatura. Cada muestra era alrededor de 100 veces más delgada que un cabello humano.

El secreto de la fuerza del diente se encuentra en el tamaño de las estructuras fibrosas que forman cada diente, dijo Barber. "Una especie inteligente de la naturaleza, ya que descubrió hace millones de años que si cultivaba estas fibras por debajo de un tamaño crítico, incluso si el material tiene defectos, no afectaba a la fuerza", dijo Barber.

estructura de los dietes de lapa común (Patella vulgata) al microscopio

La lapa utiliza fibras compuestas que son miles de veces más delgadas que las nanofibras hechas por el hombre en los aviones, los chalecos antibalas o los cuadros de bicicleta. Los materiales compuestos biológicos son una mezcla del mineral de goethita, óxido de hierro y quitina, que actúa como un plástico natural, dijo Barber.

La goethita es dura, pero no demasiado - ya que se fractura y se rompe cuando se estrella contra una roca. Pero ahí es donde llega la quitina en su ayuda: Las fibras elásticas flexibles, cuando se combinan con la goethita, crean un material compuesto natural que es a la vez fuerte y resistente.

Las fibras de los dientes resistieron a una fuerza de tracción que era equivalente a una hebra de espagueti aguantando 3.000 bolsas de azúcar, lo que equivale a alrededor de 3.300 libras (1.500 kilogramos), dijo Barber.

estructura de los dietes de lapa común (Patella vulgata)

El próximo reto de Barber radica en la recreación de los mecanismos que estas pequeñas criaturas utilizan para hacer sus duros materiales. Aunque la seda de araña ha demostrado ser muy difícil de imitar en un entorno artificial, Barber dijo que podría ser posible con las fibras de los dientes de la lapa con una impresora 3D.

"Creo que el potencial para el cultivo de estas fibras de cristal es mucho mayor que las de la seda de araña porque es sólo sobre el crecimiento a un tamaño en particular", dijo Barber. "Creo que esto va a ser una oportunidad mucho mayor para los materiales que tienen alta resistencia".

La seda de araña ultrafuerte es una de las fibras naturales más duras conocidas en la naturaleza. La fibra ligera flexible es cinco veces más fuerte en peso y extremadamente elástica que el acero de alta calidad, agrandándose para enganchar insectos entrantes y otras presas. La seda más fuerte que se ha encontrado es hecha por la araña de corteza de Darwin (Caerostris darwini) en Madagascar, que hace una seda que se informa como 10 veces más resistente que el Kevlar, gracias a su elasticidad o capacidad de estirarse sin romperse.

Artículo científico: Extreme strength observed in limpet teeth