La intrincada nanoestructura de las alas de cigarra les ayuda a arrojar agua, suciedad y bacterias y refleja la luz para evitar que los depredadores las detecten.

Introducción

Cuando las cigarras periódicas emergen del suelo cada 13 o 17 años, mudan a adultos que pueden extender sus alas y volar y aparearse. Pero deben evitar que las gotas de lluvia les pesen, que se ensucien con la suciedad, que se infecten con bacterias o que los depredadores los vean y se los coman. Sin embargo, para esquivar este guantelete de peligros, todo lo que tienen que hacer es improvisar.

La estrategia

Acércate al ala de una cigarra con un potente microscopio y verás que el ala aparentemente plana es todo lo contrario. Sobresaliendo de la superficie del ala hay pequeños pilares dispuestos en fila tras fila con la precisión de una banda de música.

Cada "nanopilar" mide solo unos pocos cientos de nanómetros de altura. Eso es aproximadamente 4,000 veces más delgado que un cabello humano.

Una gota de agua, en cambio, es mil veces más grande. Entonces, una gota que cae sobre el ala llena de baches de la cigarra no tiene una superficie plana a la que adherirse. Incluso las gotitas diminutas en la niebla y la neblina no pueden obtener tracción.

Las alas también están recubiertas con una variedad de sustancias cerosas naturalmente repelentes al agua. A diferencia del agua, que tiene ligeras cargas positivas y negativas en diferentes extremos de cada molécula, estos compuestos no son polares. Eso significa que las moléculas de agua se atraen eléctricamente entre sí, pero no hacia las ceras. Estos disuasivos químicos y estructurales combinados hacen que el agua se deslice cuando las alas se inclinan un poco, a menudo eliminando las partículas de suciedad en el proceso. Al igual que las gotas de agua, las bacterias potencialmente causantes de enfermedades también son repelidas y eliminadas por la estructura cerosa de nanopilares, lo que evita la infección.

Además, los nanopilares, que son más pequeños que las longitudes de onda de la luz visible, ayudan a que la cigarra evite ser devorada. En lugar de reflejarse hacia los ojos de los depredadores, la luz que golpea las alas queda atrapada en los rincones y grietas entre los nanopilares, lo que permite a las cigarras continuar con sus rituales románticos en modo sigiloso.

Las posibilidades

Diferentes especies de cigarras tienen nanopilares de diferentes tamaños, formas y espacios. Los científicos están explorando las complejidades de varias estructuras y patrones de nanopilares para ver cómo funcionan para repeler líquidos, disuadir a las bacterias y evitar el reflejo de la luz. Y están investigando formas de diseñar y fabricar superficies a nanoescala que tengan estas propiedades útiles.

Los nuevos revestimientos inspirados en las alas de las cigarras podrían conducir a mejores superficies repelentes al agua, autolimpiantes, antivaho, antibacterianas y antideslumbrantes. Esto podría mejorar el rendimiento de pantallas, sensores, instrumentos ópticos, equipos médicos, tableros de automóviles y dispositivos holográficos. Los revestimientos antirreflectantes podrían mejorar el camuflaje y capturar más luz para las células solares. Mejores revestimientos repelentes al agua podrían evitar que el agua se adhiera a las tuberías y aumentar la eficiencia de los aparatos de transporte de agua.

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Última actualización 24 de agosto de 2021