El equipo expuso mediante un artículo publicado en la revista Nature Communications que cuando las cápsulas de semillas como las de la planta de los hielos Delosperma nakurense se humedecen por la lluvia, pliegan la parte que tapa los compartimentos de semillas de forma muy similar a una pieza de papiroflexia móvil. Estas tapas se abren debido a que las células que contienen, con forma de panal de miel, absorben agua y modifican su estructura.
Este proceso garantiza que las semillas de la planta, que crece en regiones muy áridas, tengan muchas posibilidades de germinar. Los investigadores se proponen utilizar este modelo para desarrollar materiales que se muevan al humedecerse o cuando cambie la temperatura.
El equipo científico descubrió que las tapas de las cápsulas donde se almacenan las semillas se despliegan girando sobre una especie de bisagra cuando se humedecen y que una vez secas vuelven a cerrarse. Esto también cambia la curvatura de las tapas, ya que las válvulas sellan herméticamente los compartimentos de las semillas cuando las condiciones ambientales son secas. La curvatura también previene que el sello se abra de manera fortuita. «Es un mecanismo de plegamiento coordinado en dos direcciones que ya conocemos de la práctica de la papiroflexia móvil», explicó Matthew Harrington, investigador principal del estudio.
Las cinco tapas de la cápsula de las semillas se deforman gracias a su compleja estructura y a una ingeniosa combinación de propiedades de distintos materiales biológicos.
Las tapas poseen forma triangular. En su estado abierto la cápsula de semillas presenta una forma de estrella de cinco puntas. En uno de los costados tiene un tejido que se hincha con facilidad y que apunta hacia abajo en su forma cerrada, mientras que cuando se abre apunta hacia arriba. El tejido se divide en dos mitades y cubre las tapas abiertas, cuando la cápsula está húmeda, desde el interior hacia el exterior. Las dos mitades se cierran a continuación hasta formar una pequeña cresta. En condiciones secas una escisión separa las dos mitades del tejido. En el estado seco las paredes de separación de los cincos compartimentos de semillas se encuentran en estas escisiones, lo que garantiza que los compartimentos estén sellados herméticamente.
Cuando se abre la tapa se deforma sobre todo en la zona en la que está unida a la cápsula, por lo que funciona como una bisagra. No obstante, el equipo sólo descubrió el mecanismo de apertura cuando estudió con detenimiento la estructura del tejido inflamable. Consiste en células prácticamente hexagonales que se abren hacia arriba y conforman un entramado semejante a un panal.
Los descubrimientos realizados en esta investigación también tienen implicaciones para proyectos futuros en distintos campos. «El mecanismo es interesante por sus aplicaciones técnicas, debido a que la energía del movimiento dirigido ya está almacenada en el material», explicó Peter Fratzl.
El equipo estudiará ahora cómo aplicar estos conocimientos en biomedicina o arquitectura. El principio también puede transferirse a materiales que se expandan o contraigan de distintas formas cuando cambia la temperatura, por ejemplo un toldo que se despliegue por sí mismo sobre un patio cuando la temperatura sea incómodamente alta.
Este proceso garantiza que las semillas de la planta, que crece en regiones muy áridas, tengan muchas posibilidades de germinar. Los investigadores se proponen utilizar este modelo para desarrollar materiales que se muevan al humedecerse o cuando cambie la temperatura.
El equipo científico descubrió que las tapas de las cápsulas donde se almacenan las semillas se despliegan girando sobre una especie de bisagra cuando se humedecen y que una vez secas vuelven a cerrarse. Esto también cambia la curvatura de las tapas, ya que las válvulas sellan herméticamente los compartimentos de las semillas cuando las condiciones ambientales son secas. La curvatura también previene que el sello se abra de manera fortuita. «Es un mecanismo de plegamiento coordinado en dos direcciones que ya conocemos de la práctica de la papiroflexia móvil», explicó Matthew Harrington, investigador principal del estudio.
Las cinco tapas de la cápsula de las semillas se deforman gracias a su compleja estructura y a una ingeniosa combinación de propiedades de distintos materiales biológicos.
Las tapas poseen forma triangular. En su estado abierto la cápsula de semillas presenta una forma de estrella de cinco puntas. En uno de los costados tiene un tejido que se hincha con facilidad y que apunta hacia abajo en su forma cerrada, mientras que cuando se abre apunta hacia arriba. El tejido se divide en dos mitades y cubre las tapas abiertas, cuando la cápsula está húmeda, desde el interior hacia el exterior. Las dos mitades se cierran a continuación hasta formar una pequeña cresta. En condiciones secas una escisión separa las dos mitades del tejido. En el estado seco las paredes de separación de los cincos compartimentos de semillas se encuentran en estas escisiones, lo que garantiza que los compartimentos estén sellados herméticamente.
Cuando se abre la tapa se deforma sobre todo en la zona en la que está unida a la cápsula, por lo que funciona como una bisagra. No obstante, el equipo sólo descubrió el mecanismo de apertura cuando estudió con detenimiento la estructura del tejido inflamable. Consiste en células prácticamente hexagonales que se abren hacia arriba y conforman un entramado semejante a un panal.
Los descubrimientos realizados en esta investigación también tienen implicaciones para proyectos futuros en distintos campos. «El mecanismo es interesante por sus aplicaciones técnicas, debido a que la energía del movimiento dirigido ya está almacenada en el material», explicó Peter Fratzl.
El equipo estudiará ahora cómo aplicar estos conocimientos en biomedicina o arquitectura. El principio también puede transferirse a materiales que se expandan o contraigan de distintas formas cuando cambia la temperatura, por ejemplo un toldo que se despliegue por sí mismo sobre un patio cuando la temperatura sea incómodamente alta.
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