En la naturaleza encontramos una gran variedad de nanoestructuras en los microorganismos. Bajo el principio “menos es más” a escala nano, los organismos microscópicos producen estructuras bastante elaboradas, estables y fuertes.
Los cocolitóforos, unas algas unicelulares, están hechas por placas o escamas de carbonato de calcio, unos bloques de biomineralización. Las proteínas forman un andamiaje para que los cristales de calcio se formen en su interior.
La diatomea, microorganismo unicelular, construye armaduras vidriosas que le permite soportar fuerzas de hasta 700 toneladas por metro cuadrado. Por su hermosa forma, la diatomea está considerada como una joya del mar.
Las algas doradas son como piñas que se enganchan unas de otras formando colonias. En el interior del alga se forma un marco de proteínas que se rellena con los cristales de silicio, para después migrar a su precisa localización en el exterior.
Nuevos materiales, copia fiel de la naturaleza
Los científicos investigan y analizan la forma en que los organismos vivientes e inertes están compuestos y cómo es que construyen estructuras nanométricas para lograr homologar estas maravillas en nuevos productos y materiales que sean más ligeros, más baratos, más eficientes y amigables con el medio ambiente.
Microorganismos, animales, plantas y minerales, así como las células y moléculas que los componen son analizadas a través del uso del microscopio electrónico de transmisión. De esta manera se puede llegar a observar detalladamente su composición y su comportamiento.
Por tanto, los rotores de la encima ATP-sintasa han inspirado la creación de nanorotores; la cutícula de algunos insectos, son el modelo de nanocompuestos fibrosos. La acetobacteria responsable de hacer la oxidación incompleta del alcohol, se investiga para crear o utilizarla como constructores a nanoescala.
Algo sorprendente es cómo el citoesqueleto, un entremado tridimensional que provee soporte interno a las células, encargado de anclar sus estructuras e interviene en los fenómenos de movimiento celular y su división, es replicado para crear nanosistemas de trasporte.
¿Qué sostiene al gecko?
El gecko utiliza un adhesivo seco, único e impresionante para trepar sobre paredes y estar colgado del techo. Este reptil usa un material rígido hecho de beta-keratina. Cabe señalar que en estado normal las patas del gecko no son pegajosas, sólo cuando se aplican unas fuerzas específicas es que el adhesivo funciona. Además de que se desprende con facilidad sin ejercer ninguna fuerza, al doblar los dedos en dirección opuesta a la mano humana.
A través del microscopio electrónico, se pueden ver las nanoestructuras de las patas del gecko, unos minúsculos cabellos o cerdas, que se ramifican en miles de terminaciones planas.
Cada milímetro cuadrado contiene 14,000 cerdas, que se adhieren gracias a la fuerza de Van der Waals, una fuerza de atracción entre las finas cerdas y las superficies. Estas fuerzas no involucran líquidos y no funcionan con el agua. Un dato curioso es que el Teflón, que está hecho para resistir las fuerzas de Van der Waals, es una superficie a la que el gecko jamás se adhiere.
Estrella de mar
La inspiración puede emerger de los lugares más inesperados.
Un ancestral invertebrado marino que se arrastra a lo largo del fondo del mar puede estar revolucionando las telecomunicaciones y la era computacional.
Las ofiuras, un equidermo que parece una estrella de mar con brazos como serpientes, han estado bajo la lente investigadora de científicos en telecomunicaciones, quienes descubrieron que los cinco brazos están cubiertos por lentes microscópicos de cristal calcáreo, específicamente en la especie Ophiocoma wendtii.
Debajo de cada lente calcáreo, descubrieron un haz de nervios en el lugar donde precisamente los lentes enfocan la luz. Juntos, los miles de millones de lentes microscópicos pueden servir con un doble propósito como armadura y como una especie de ojo que alerta a las ofiuras cuando un depredador pasa sobre ellas proyectando su sombra, es decir es fotosensible. Estos lentes explican la sorprendente habilidad de las ofiuras de atrapar peces pequeños y camarones que pasan nadando.
Los científicos esperan imitar estos lentes microscópicos para mejorar la fibra óptica y las tecnologías computacionales.
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