Preguntar a la naturaleza

Las plumas de pingüino ofrecen un modelo de aislamiento dinámico, proporcionando un excelente aislamiento tanto en el aire como en el agua y recuperando el desván automáticamente después de la compresión. Los pingüinos son inusuales porque sus plumas no están dispuestas en tractos, como en otras aves, sino que están empaquetadas uniformemente sobre su superficie. Las plumas son cortas y rígidas en comparación con otras aves, y se componen de una región exterior 'penácea' o veleta y una 'pluma posterior' interior 'vellosa'. El eje de las plumas tiene un músculo unido a ellas que puede empujarlas hacia abajo en una barrera estanca al agua comprimida cuando están bajo el agua, y luego erguirlas nuevamente cuando regresan a la tierra. Las partes superiores de las veletas de las plumas se superponen a sus plumas vecinas de manera plana como tejas superpuestas, lo que contribuye a una barrera contra el viento o el agua.

La capa aislante más profunda se compone de plumas posteriores que se componen de componentes cada vez más pequeños que crean una red ordenada de elementos para crear espacios de aire atrapado. En los pingüinos Gentoo, por ejemplo, hay alrededor de 47 púas por pluma y cada una de las púas puede tener 1250 bárbulas que emergen en un ángulo de 60 a 80 grados desde la rama central (o tallo) en una disposición en espiral. Cada bárbula tiene sus propias extensiones diminutas, cilios, que se cree que proporcionan un mecanismo para unirse a las bárbulas vecinas de otras púas, lo que les permite moverse solo en una dirección entre sí mediante una especie de mecanismo de "palo deslizante". El efecto general de esta estructura es crear una disposición uniforme de bárbulas y, por lo tanto, una división uniforme y un grosor del espacio de aire atrapado dentro de la capa aislante. Se cree que este mecanismo de barra deslizante interactúa con la energía elástica almacenada en las púas durante la compresión bajo el agua para restablecer el espacio correcto entre las púas y las bárbulas cuando regresa a tierra, para un espacio de aire inmóvil óptimo y, por lo tanto, un valor aislante. Los bioingenieros están estudiando no solo los arreglos estructurales de los elementos de las plumas de los pingüinos, sino también sus propiedades mecánicas para desarrollar materiales aislantes más efectivos que puedan capturar esta inteligente característica de autoorganización y la capacidad de recuperar el "desván" después de ser comprimidos.