Los dientes de las hormigas

 Los dientes de las hormigas

Para mantener la electrónica de consumo reduciendo su tamaño, los ingenieros deben construir instrumentos diminutos pero tremendamente fuertes para usar en la construcción de dispositivos que les permita como grupo obtener planos de la madre naturaleza, cosa que logran mediante el estudio de algunas de las herramientas más pequeñas y resistentes que conocemos: los dientes de las hormigas.   

Este detalle casi anecdótico se ha examinado recientemente por un grupo de investigadores quienes han determinado que los dientes de las hormigas están recubiertos de átomos de zinc unidos a la quitina y será ese recubrimiento de metal será lo que precisamente les va a permitir una fuerte y dolorosa mordedura.

 

En la revista 'Nature Scientific Reports' se ha mostrado por primera vez cómo se organizan los átomos individuales de zinc para maximizar la eficiencia del corte hecho por la dentadura de las hormigas que viene a ser mucho más fuerte que la humana y ante esta evidencia, el equipo de investigación de la Universidad de Oregón y el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) del Departamento de Energía de EUA (DOE), reveló cómo es que puede la naturaleza permitir que estas criaturas tan diminutas corten y pinchen con relativa facilidad y con tal eficiencia.

Los “dientes mandibulares'” de las hormigas, son llamados así porque están adheridos fuera de la boca, y están hechos de una red de material que une fuertemente átomos individuales de zinc. El efecto total es una mandíbula que contiene más del 8% del peso del diente con zinc. Este tipo de herramientas especializadas en unos comunes insectos, ha sido objeto de estudio durante décadas por un profesor de la Universidad de Oregon, Robert Schofield, quien es el responsable de mostrarnos imágenes a escala atómica que revelan como es que estos animales utilizan el zinc para afilar sus dientes en miniatura.

Para ver la estructura de los materiales que forman los dientes de las hormigas a escala atómica, el científico de materiales de PNNL Arun Devaraj utilizó una técnica de microscopio especializada llamada tomografía con sonda atómica. Inicialmente usó un microscopio de haz de iones enfocado para tomar una pequeña muestra de la punta de un diente de hormiga y luego tomó una imagen de esa muestra usando tomografía de sonda atómica, lo que permitió al equipo identificar cómo los átomos individuales están dispuestos cerca de la punta de un diente de hormiga. Usando esta técnica, los científicos registraron por primera vez la distribución a nanoescala de los átomos de zinc en el diente de la hormiga.

“Pudimos ver que el zinc se distribuye uniformemente en el diente, lo cual fue una sorpresa -dijo Devaraj-. Esperábamos que el zinc se agrupara en nanonódulos”. Así, la tomografía de sonda atómica, permitió estudiar la estructura de los materiales a nivel atómico que ha sido determinante para estudiar la composición de los dientes de las hormigas. Arun Devaraj es un experto y con su compañero Xiaoyue Wang, introdujeron en una máquina la punta de uno de los pequeños dientes de una hormiga y descubrieron que los dientes de las hormigas están recubiertos de una capa uniforme de átomos de zinc unidos a las proteínas de quitina. La capa de metal en cuestión es tan pesada que puede alcanzar el 20 % del peso total del diente, y permite un filo cortante y resistente.

Los investigadores tras el experimento calculan que la fuerza necesaria para que estos dientes penetren materiales como la coraza de otros insectos o la piel humana es un 60 % menor de la que sería necesaria sin la presencia del metal. Estos investigadores apuntan a que este descubrimiento podría ayudar a desarrollar una nueva generación de materiales recubiertos de nanocapas de metal para aplicaciones industriales como el desarrollo de herramientas pesadas o reactores de centrales nucleares.  

Maracaibo, domingo 21 de noviembre del año 2021