Los científicos revelan los secretos detrás de los superpoderosos dientes de las hormigas

¡¿Las hormigas tienen dientes ?! ¡¿Son tan fuertes ?!

Getty / Gulfo

Para evitar que la electrónica de consumo se encoja, los ingenieros deben crear herramientas que sean pequeñas pero extremadamente poderosas para usar en la construcción de los dispositivos. Un grupo espera obtener planos de la madre naturaleza mediante el estudio de algunas de las herramientas más difíciles que conocemos: los dientes de las hormigas.

Más delgados que un mechón de cabello humano, los insectos en miniatura pueden roer lo suficientemente fuerte como para cortar las hojas duras sin causar ningún daño. Todo tiene que ver con la disposición uniforme de los dientes de los átomos de zinc, que permite una distribución uniforme de la fuerza cada vez que las criaturas aprietan algo. Los investigadores dicen que esta característica algún día podría aplicarse a herramientas hechas por el hombre.

dijo Aaron Devaraj, investigador principal del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía de EE. UU. y autor del libro Se publicó un estudio sobre la formación de dientes de hormiga. Miércoles en Scientific Reports. Las crías de hormigas “pueden cortar la piel humana sin romperse; es difícil hacerlo con nuestros dientes”.

Para llegar a las profundidades de los misterios de la naturaleza y satisfacer la necesidad de la humanidad de dispositivos electrónicos de bolsillo, para que podamos revisar fácilmente nuestros feeds de Twitter, por supuesto, los investigadores del estudio primero aislaron una pequeña pieza del diente de una hormiga. hormigas dos, o A veces más, dientes en la mandíbula inferior externa curvada, o mandíbula. A continuación, el equipo recurrió a una técnica llamada tomografía con sonda de átomo, que pinta con precisión una imagen de dónde se encuentra cada átomo dentro del cuerpo.

“El plan era utilizar esta tecnología para comprender cómo se distribuye el zinc dentro de estos dientes de hormiga y cómo eso conduce a la fuerza que se obtiene”, dijo Devaraj.

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La mandíbula inferior de las hormigas tiene un mordisco poderoso, gracias a los átomos de zinc incorporados.

Robert Schofield / Universidad de Oregon

La tomografía de sonda atómica funciona mediante análisis inverso. Básicamente, coloca un elemento en una cámara, luego lo vaporiza lentamente, átomo por átomo, y recopila los datos de cada ingrediente en un detector. Con esta información, puede reconstruir el objeto como un modelo 3D, excepto que esta vez con átomos reconocibles.

Después de seguir estos pasos usando una “aguja” microscópica para mordisquear hormigas, el equipo descubrió que los átomos de zinc en el diente, responsables de la naturaleza dolorosa y penetrante de las picaduras de hormigas, se distribuían de una manera sorprendentemente uniforme en lugar de en grupos.

Cada vez que una hormiga muerde algo, la fuerza se extiende por completo a través de sus dientes debido a la dispersión uniforme de los átomos de zinc. Esto explica por qué solo alrededor del 10-20% de zinc es realmente necesario para su material dental fuerte. Aún mejor, dicen los investigadores, los animales terminan usando aproximadamente un 60% o menos de la fuerza que requerirían si sus dientes coincidieran con nuestros blancos nacarados relativamente débiles, que tienen diferentes tipos y diferentes distribuciones de elementos.

“Los químicos orgánicos e inorgánicos pueden trabajar juntos para sintetizar materiales realmente poderosos, inspirados en este tipo de materiales”, dijo Devaraj.

Aplicar el concepto de átomos distribuidos uniformemente (zinc u otros elementos) a las herramientas que construyen la tecnología humana proporcionaría a nuestras futuras herramientas en miniatura un doble beneficio. Será más económico, porque será necesario tener una cantidad menor de componentes más fuertes y costosos. También será más eficiente debido al hecho de que se requerirá fuerza durante el uso.

A continuación, Devaraj y sus colegas investigadores buscan seguir encontrando formas de revolucionar la forma en que se construyen los dispositivos técnicos compactos mediante el análisis de otras especies diminutas y diminutas que deambulan con armas poderosas.

“Ya comenzamos a buscar picaduras de escorpión, por ejemplo, colmillos de araña y muchos otros tipos de herramientas en miniatura para comprender qué tipo de arsenales de insectos son”, dijo Devaraj.

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