El pegamento del Hombre Araña

El pegamento del Hombre Araña Imagen superior: portada de "Sensational Spider-Man" vol. 2, nº 23 (abril de 2006) © Marvel Comics.

El Hombre Araña se caracteriza por trepar por las paredes. ¿Cómo lo logran las arañas? ¿Sería posible que un ser humano pudiera, realmente, imitarlas?

Hasta hace poco se pensaba que las arañas se adhieren a la paredes y otras superficies gracias a un fenómeno llamado “atracción hidrofílica” o “capilar” (por el conocido fenómeno por el que el agua sube por un tubo de diámetro similar al de un cabello). Si dos superficies que pueden mojarse (no grasosas ni repelentes al agua; de ahí que técnicamente se les conozca como “hidrofílicas”: amantes del agua) se hallan a su vez en contacto con una delgada capa de agua, podrá formarse una especie de “sándwich” entre ellas que permitirá la unión.

Se pensaba que también reptiles como las lagartijas y, en especial, los llamados geckos o salamanquesas (una especie de cruza entre lagartija y camaleón, con patas de dedos bulbosos), que pueden sostener el peso de todo su cuerpo con un solo dedo y trepar incluso sobre superficies pulidas como el vidrio, utilizaban la atracción capilar para lograr sus hazañas. El diccionario de la Real Academia propone una explicación más rudimentaria: dice que sus dedos están “terminados en ventosas”. Pero éste y el otro mecanismo posible, que arañas y geckos tuvieran algún pegamento especial en sus patas, tienen un grave problema: si fueran ciertos, los animales no podrían luego despegarse; al menos no sin un gran esfuerzo.

Sin embargo, en 2002 se publicó un artículo científico en que investigadores de las universidades de California, Stanford y otras, que estudiaron a fondo el fenómeno de la adherencia de los geckos, informan que encontraron algo distinto. La adherencia, al parecer, no se debe a la atracción mediante el agua, sino a un fenómeno mucho más sutil: la atracción entre moléculas conocida como “fuerzas de van der Waals” (en honor del fisicoquímico holandés Johannes D. van der Waals, 1837–1923).

Como se sabe, las moléculas están formadas por átomos que tienen núcleos con carga eléctrica positiva y electrones negativos que giran a su alrededor. Las atracciones de van der Waals, de manera muy simplificada, se deben a que las cargas negativas de los electrones no siempre están bien distribuidas alrededor del núcleo, y esto crea pequeñas zonas positivas y negativas, de existencia casi indetectable, en el átomo. La débil atracción eléctrica entre estas zonas positivas de un átomo y las negativas del otro da origen a fuerzas que pueden unir a dos moléculas.

La fuerza de van der Waals es muy débil, pero puede manifestarse en forma perceptible si se presenta en números suficientemente grandes. Como la atracción se presenta entre superficies, si se aumenta el área superficial de un material se multiplican las oportunidades de formar uniones. Una manera de hacerlo es utilizar una superficie cubierta de vellosidades de tamaño nanométrico (es decir, de millonésimas de milímetro). Entramos entonces al campo de la nanotecnología y los llamados nanomateriales, en los que se presentan fenómenos poco usuales como las atracciones de van der Waals.

Pues bien, las patas de los geckos están cubiertas de estructuras microscópicas llamadas setas, las cuales a su vez contienen una especie de vellosidades submicroscópicas (nanométricas) conocidas como espátulas. Los investigadores sospechaban que, debido a esta nanoestructura biológica, era posible que fueran las fuerzas de van der Waals las responsables de la adherencia. Para probarlo midieron la fuerza de adherencia de patas de geckos vivos a distintas superficies, algunas hidrofílicas (que pueden formar uniones a través del agua) y otras hidrofóbicas, en las que no debería darse la adherencia. Comprobaron que los geckos podían adherirse sin problemas a ambos tipos de superficie.

Como confirmación fabricaron, mediante técnicas de nanotecnología, modelos artificiales de setas, hechas de distintos materiales. Y encontraron, satisfechos, que presentaban propiedades de adherencia muy similares a las de las setas naturales.

Lo interesante es que las fuerzas de van der Waals dependen sólo de la geometría, y se presentan entre materiales de cualquier tipo, independientemente de su composición. De modo que estos hallazgos abren las puertas a la fabricación de adhesivos “secos”, basados en este principio, los cuales funcionarían bajo el agua o en el vacío y no dejarían residuos.

¿Y las arañas? Recientemente otro grupo de investigadores, alemanes y suizos, ha encontrado que presentan exactamente el mismo fenómeno. Hoy se habla de la posibilidad de fabricar, por ejemplo, trajes espaciales en los que guantes y botas estuvieran recubiertos de estos “nanoadhesivos” de inspiración biológica, lo cual permitiría a los astronautas caminar por el exterior de sus naves al estilo del Hombre Araña. (Por cierto, arañas y geckos se despegan fácilmente, levantando sus patas poco a poco comenzando por un lado, como hace uno al despegar una cinta adhesiva).

La ficción, en este caso, quizá no está tan lejos de convertirse en realidad.

Copyright © Martín Bonfil Olivera. Publicado en Milenio Diario. Reservados todos los derechos.

Martín Bonfil Olivera

Martín Bonfil Olivera, mexicano, es químico farmacéutico biólogo y estudió la maestría en enseñanza e historia de la biología de la Facultad de Ciencias, ambas en la UNAM.

Desde 1990 se ha dedicado a la divulgación de la ciencia por escrito. Colaboró en los proyectos del museo de ciencias Universum y el Museo de la Luz, de la UNAM. Es autor de varios libros de divulgación científica y hasta 2008 fue editor de libros y del boletín El muégano divulgador.

Ha sido  profesor de la Facultad de Ciencias de la UNAM y la Escuela de Periodismo Carlos Septién García. Ha colaborado regularmente en varias revistas (Milenio, Cambio, Los universitarios) y periódicos (La Jornada, Crónica, Reforma). Actualmente escribe la columna semanal “La ciencia por gusto”, que aparece los miércoles en Milenio Diario (puede consultarse en el blog La Ciencia por Gusto), además de escribir mensualmente la columna “Ojo de mosca” para la revista ¿Cómo ves?

Ha colaborado también en el canal ForoTV y en los programas de radio Imagen en la Ciencia e Imagen Informativa, de Grupo Imagen, Hoy por hoy, de W Radio, y actualmente Ecléctico, en la estación de radio por internet Código Radio, del gobierno del DF, con cápsulas de ciencia.

En 2004 publicó el libro La ciencia por gusto, una invitación a la cultura científica (Paidós). Desde 2013 es miembro del comité editorial de la revista de divulgación científica Hypatia, del Consejo de Ciencia y Tecnología del Estado de Morelos (CCyTEM).

En 2005 recibió la Distinción Universidad Nacional para Jóvenes Académicos en el área de Creación Artística y Extensión de la Cultura. Ha impartido numerosos cursos de divulgación escrita en casi todos los Estados de la República Mexicana.

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