Garra de camarón inspira un nuevo método de generación de plasma bajo el agua

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camarón chasqueador (Alpheus formosus)

Una réplica del apéndice crea burbujas que producen altas presiones y temperaturas

Algunos camarones tienen un superpoder secreto: al chascar sus garras desatan burbujas que producen plasma y ondas de choque para aturdir a la presa. Ahora, una réplica de la garra impresa en 3-D ha reproducido el fenómeno en el laboratorio, según informan los científicos el 15 de marzo en Science Advances.

Cuando un camarón chasqueador, también conocido como el camarón pistola, (Larger blue-legged snapping shrimp en inglés, Alpheus formosus y especies relacionadas) cierra su poderosa garra, arroja un chorro de agua. Esa corriente de rápido movimiento crea una burbuja, que luego se colapsa sobre sí misma.

El colapso produce presiones y temperaturas extremas que alcanzan miles de grados Celsius, generando un plasma, un estado de la materia en el que los electrones se liberan de sus átomos.

detalle de la garra de un camarón chasqueador

Utilizando escaneos de la garra de un camarón como un plano, los científicos imprimieron en 3-D una versión cinco veces más grande que la original, haciendo que se cerrara casi a la misma velocidad que la real. El equipo utilizó imágenes de alta velocidad para observar las burbujas que produjo la falsa garra, así como otra cámara que captó los destellos de luz asociados con el plasma. Los científicos están investigando si técnicas similares podrían ser útiles para desinfectar con plasma el agua, y si puede matar patógenos.

modelo bioinspirado en la garra de un camarón

Pero para el camarón la producción de plasma es una idea de último momento: "No creemos que el camarón intente hacer un plasma", dice el ingeniero mecánico David Staack, de la Texas A&M University en College Station, coautor del estudio. En cambio, el camarón pretende producir una onda de choque que inmoviliza a sus presas. Esa onda de choque se produce en condiciones que también producen un plasma, dice Staack.

Inspirándose en las capacidades de plasma y ondas de choque del camarón, Staack está trabajando con un equipo de colegas del departamento de ingeniería mecánica en un proyecto de escisión para avanzar en la tecnología de perforación utilizada para crear pozos geotérmicos que aprovechan el calor natural de la Tierra. Al permitir que los electrodos en la punta de una broca emitan una descarga microscópica de plasma, la tecnología ayudará a romper la roca dura y agilizará el proceso de perforación.

Artículo científico: Bioinspired mechanical device generates plasma in water via cavitation

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