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Archive for July 5th, 2006

El Escarabajo y el Agua. Nanotecnología y Naturaleza

El protagonista de la imagen adjunta es el escarabajo del desierto de Namib, y su importancia se condensa en este párrafo extraído del Boletín de Noticias semanal del agua de la UNESCO:

agua_escarabajo.jpg“…Cada mañana, el escarabajo del desierto de Namib (Onymacris unguicularis) emprende un arduo viaje hasta la cima de una duna, donde gira su cuerpo contra el viento, estira sus patas traseras y baja su cabeza. La niebla proveniente del mar va quedando atrapada en su espalda hasta formar gotas de agua que se deslizan hacia la boca del insecto. De esta forma, este escarabajo se asegura agua potable cada mañana, a pesar de encontrarse a kilómetros de la fuente más próxima de agua dulce….”

    Observando este insecto y su entorno, un grupo de científicos sintetizaron el siguiente resumen: 

    El desierto Nambí es una región salvaje que se extiende hacia el sur desde Angola hasta Sudáfrica, atravesando Namibia.
    Fuertes vientos y temperaturas extremas dominan las horas y casi nunca llueve.
    En la madrugada, está cubierto de una densa neblina proveniente del Atlántico. La neblina contiene gotitas de vapor de agua y el escarabajo, un miembro de la familia tenebrinoide desarrolla un mecanismo natural para capturarlas.

    En la superficie irregular de su espalda, los huecos están cubiertos de cera, lo que los hace impermeables, pero los picos no contienen grasa y atraen el agua.
    Cuando la brisa sopla, el escarabajo se para contra el viento.

    Gotitas diminutas de agua se posan en los picos, convirtiéndose poco a poco en una gota más grande que eventualmente rueda por la espalda en dirección a su boca.

    Así la criatura tiene que beber en un sitio donde rara vez llueve.

    ¿Como poder aprovechar esta eficaz técnica en provecho de los habitantes de las tierras áridas?. Pues desarrollando materiales nanotecnológicos que pudieran realizar las siguientes funciones:

    • Condensar las gotas de agua de la huedad atmosférica
    • Canalizarla para su aprovechamiento
    • Eliminar las bacterias para permitir su consumo inmediato
    • Poder utilizar el material como recubrimiento del techo de las viviendas

    Todo ello se ha conseguido, tal y como publica Technology Review , fabricando un material que, en la misma superficie, contiene celdas superhidrofílicas (que atraen el agua) y superhidrofóbicas (que la repelen), mediante un proceso de fabricación industrialmente viable, sencillo y económicamente accesible. Los científicos del departamento de ingeniería y ciencias de los materiales del MIT ha conseguido reunir estas dos características totalmente opuestas en una única superficie.

    Para obtener este nuevo material, Robert Cohen, Michael Rubner y sus colegas construyeron primero una lámina nanoestructurada formada por capas alternas de polímeros con carga positiva y negativa y nanopartículas de sílice. Debido a la estructura de la lámina y a un revestimiento de fluorosilano céreo, (basado en la cera de los hoyos del caparazón de nuestro amigo el escarabajo), el agua se separa en gotas con forma de esferas casi perfectas que resbalan fácilmente por la superficie. Posteriormente, añadieron las regiones superhidrofílicas (a las que se pega el agua), aplicando un polímero de naturaleza hidrofílica en las zonas elegidas.

    En este enlace podéis ver las imágenes del nuevo material.

    De esta forma, las zonas hidrofílicas del material captarían la humedad del aire y reunirían las gotas de agua, acumulándola hasta que alcanzase las zonas hidrofóbicas, por donde resbalaría hasta un canal de recogida.

    Según Andrew Parker, biólogo de la Universidad de Oxford y del Museo de Historia Natural de Londres, esta nueva tecnología inspirada en el escarabajo del desierto “multiplicaría por diez el agua recogida, en comparación con las ineficaces mallas de fibra de polipropileno utilizadas actualmente por los habitantes de estas regiones áridas”. Si hubiera un modo sencillo de añadir este nuevo material a los tejados de las casas de este tipo de regiones, se podría garantizar fácilmente el suministro de agua, afirmó.

    Pero la idea de Rubner va más allá, al añadir a la zona hidrofílica un agente antibacteriano que descontamina el agua a medida que ésta se va acumulando, de modo que el agua recogida finalmente es potable y apta para consumo. Mediante esta técnica, los investigadores lograron eliminar las bacterias dañinas más comunes en tan solo 4 minutos.