El equipo, con sede en Laboratorio de Robótica de Bristolestudiaron las estructuras de los chupones biológicos de los pulpos, que tienen excelentes capacidades de succión adaptativas que les permiten anclarse a la roca.
En sus hallazgos, publicados hoy en la revista PNAS, los investigadores muestran cómo pudieron crear una estructura blanda multicapa y un sistema de fluidos synthetic para imitar la musculatura y las estructuras mucosas de los chupadores biológicos.
La succión es una estrategia de adhesión biológica altamente evolucionada para que los organismos de cuerpo blando logren un fuerte agarre de varios objetos. Las ventosas biológicas pueden adherirse de forma adaptativa a superficies secas complejas, como rocas y conchas, lo que supone un gran desafío para las ventosas artificiales actuales. Aunque se cree que la succión adaptativa de las ventosas biológicas es el resultado de la deformación mecánica de su cuerpo blando, algunos estudios implican que la secreción de moco dentro de las ventosas puede ser otro issue crítico para ayudar a adherirse a superficies complejas, gracias a su alta viscosidad.
Autor principal Tianqi Yue explicó: “El avance más importante es que demostramos con éxito la eficacia de la combinación de conformación mecánica (el uso de materiales blandos para adaptarse a la forma de la superficie y sellado líquido) (la dispersión de agua sobre la superficie de contacto) para mejorar la adaptabilidad de la succión en superficies complejas. Este también puede ser el secreto detrás de la capacidad de los organismos biológicos para lograr una succión adaptativa”.
Su mecanismo de succión de múltiples escalas es una combinación orgánica de conformación mecánica y sello de agua regulado. Los materiales blandos multicapa generan primero una conformación mecánica rugosa en el sustrato, lo que cut back las aberturas de fuga a solo micrómetros. Las aberturas restantes, del tamaño de una micra, luego se sellan mediante la secreción de agua regulada desde un sistema de fluidos synthetic basado en el modelo físico, de modo que la ventosa logra una larga longevidad de succión en diversas superficies pero con un desbordamiento mínimo.
Tianqi agregó: “Creemos que el mecanismo de succión adaptativo de múltiples escalas presentado es una nueva y poderosa estrategia de succión adaptativa que puede ser elementary en el desarrollo de una adhesión suave y versátil.
”Las soluciones industriales actuales utilizan bombas de aire siempre encendidas para generar activamente la succión; sin embargo, son ruidosas y desperdician energía.
“Sin necesidad de una bomba, es bien sabido que muchos organismos naturales con ventosas, incluidos los pulpos, algunos peces como los chupadores y las rémoras, las sanguijuelas, los gasterópodos y los equinodermos, pueden mantener su excelente succión adaptativa en superficies complejas aprovechando su cuerpo blando. estructuras”.
Los hallazgos tienen un gran potencial para aplicaciones industriales, como proporcionar una pinza robótica de próxima generación para agarrar una variedad de objetos irregulares.
El equipo ahora planea construir una ventosa más inteligente, incorporando sensores en la ventosa para common su comportamiento.
Papel
‘Succión adaptativa multiescala bioinspirada en superficies secas complejas mejorada por la secreción de agua regulada‘ de Tianqi Yue, Weiyong Si, Alex Keller, Chenguang Yang, Hermes Bloomfield-Gadêlha y Jonathan Rossiter en PNAS.
