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    1 de noviembre de 2014

Lecciones de camuflaje natural del pulpo y el pez cebra

Investigadores de la Universidad de Bristol, Reino Unido, han desarrollado cromatóforos artificiales que se activan por músculos artificiales de polímeros electroactivos, que imitan la activación de los cromatóforos naturales de la piel de cefalópodos y de los peces cebra.

Investigadores de la Universidad de Bristol, Reino Unido, han desarrollado cromatóforos artificiales que se activan por músculos artificiales de polímeros electroactivos, que imitan la activación de los cromatóforos naturales de la piel de cefalópodos y de los peces cebra.

En un artículo publicado en el número de mayo de la revista Bioinspiration and Biomimetics, los investigadores Jonathan Rossiter, Bryan Yap y Andrew Conn analizan los sistemas de adaptación al entorno de ambos clases de animales, mostrando sus diferencias y las posibilidades de ambos tipos de activación para su aplicación en sistemas artificiales de camuflaje.

La imitación de la forma de actuación de estos animales permitirá desarrollar nuevos enfoques para sistemas de camuflaje, de regulación de temperatura y controlar las firmas térmicas y de activación fotovoltaica, que puede mejorar el rendimiento de las tecnologías de obtención de energía solar.

Aunque existen tecnologías de camuflaje activo, incluyendo materiales optoelectrónicos y que cambian de color, su rendimiento es bajo porque son lentos y tienen efectos ópticos limitados. En cambio, los cromatóforos artificiales presentan efectos ópticos significativos y pueden formar la base de otros materiales reactivos, ópticos o térmicos o de otro tipo.

Los cromatóforos son células que contienen pigmentos en las pieles de animales como ciertos peces y cefalópodos que cambian de color para camuflarse y para comunicarse entre ellos, en función de cambios de humor, temperatura, presencia de depredadores o para atraer animales de la misma especie.

Los cromatóforos de los cefalópodos, que tienen en su interior un sáculo con gránulos de pigmentos, que cuando se activan aumentan su tamaño hasta un 400%; también tienen células que reflejan la luz ambiental y otras que reflejan la luz, que pueden incluirse en un cromatóforo que puede presentar una gran variedad de efectos ópticos. El cerebro envía una señal a los músculos radiales que, al contraerse, expanden la superficie del sáculo, generando un efecto óptico adaptado a las circunstancias.

En la piel de los peces cebra hay células melanóforas que contienen un fluido de pigmentos negros y cuando se activan, el fluido se extiende a la superficie de la piel, aumentando hasta un 1.640% la superficie de la zona con pigmentos, con un efecto óptico significativo.

Para imitar el gran aumento de la superficie y la rapidez de respuesta de los cromatóforos de los cefalópodos, los investigadores analizaron varias tecnologías, desechando actuadores electromecánicos e hidráulicos, y analizaron materiales que cambiaban de forma, desde cerámicas piezoeléctricas a aleaciones con memoria y polímeros electroactivos, uno de los cuales, los elastómeros dieléctricos fueron los seleccionados para esta investigación.

Utilizando distintos tipos de actuadores y de pigmentos, lograron producir, mediante la aplicación de estímulos eléctricos, efectos visuales similares a los utilizan los cefalópodos y los peces cebra. La activación de cromatóforos artificiales similares a la de los cefalópodos provocó cambios en su superficie de un 200% a 300%, estando limitado este aumento por la interacción entre los materiales activos del interior del cromatóforo y los pasivos que rodean al área activa; en cromatóforos similares a los de los peces cebra, el aumento de la superficie es mucho mayor y puede provocar cambios que pueden ser muy opacos, pero tienen un tiempo de respuesta mayor y son más complejos.

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