Metamateriales que aprenden de los pulpos

Los pulpos son unos animales excepcionales. Son muy inteligentes, habiéndose demostrado que tienen una gran memoria y que pueden aprender de los errores. Algunos pulpos pueden jugar, por diversión, con objetos de su entorno, o utilizarlos de herramienta. Desde el punto de vista orgánico o fisiológico, son un compendio de rarezas: tienen tres corazones, no tienen esqueleto, tienen centros nerviosos independientes (pueden mover los tentáculos de forma independiente sin la intervención del “cerebro central”). Uno de los aspectos más conocidos de los pulpos, es que su piel tiene células cromatóforas, que les permiten mimetizarse con su entorno. Estas células les permiten cambiar la forma en que reflejan la luz para que parezcan parte de paisaje de coral o arena. Es un camuflaje inteligente, ya que cambian la percepción del que les está mirando, reflejando la luz “como si fueran otra cosa”. En la prestigiosa revista “Research” (revista asociada a “Science”), se acaba de publicar un artículo titulado “Metamateriales con simetría de paridad y mimetismo acústico dinámico” (Jinjie Shi et al.) que copia la manera en que los pulpos se camuflan distorsionando la luz que reflejan para desarrollar materiales que se camuflan distorsionando el sonido que reflejan cuando reciben una onda acústica. El sueño de hacer materiales no detectables por un sonar, se ha conseguido haciendo lo que hacen los pulpos con la luz: engañar emitiendo un sonido que “imita” el patrón de dispersión de sonido de un objeto diferente. Es decir, que somos capaces de camuflarnos acústicamente, no desapareciendo o escondiéndonos, sino haciendo parecer que somos un objeto distinto.

Una vez más, la Ciencia de Materiales copia de la naturaleza soluciones que la naturaleza ha desarrollado a través de siglos de evolución, como ya se ha hecho copiando la estructura de la seda de las arañas para desarrollar materiales de muy alta resistencia

Los metamateriales son materiales que, desde el punto de vista de su composición química, no se diferencian de otros utilizados en aplicaciones convencionales. Lo que diferencia a las propiedades de los metamateriales, es que se consiguen manipulando la morfología del componente, la forma en la que están ordenados sus átomos o sus conjuntos de átomos, que pueden modificar, por ejemplo, la manera en la que se propaga o refleja una onda de cualquier tipo. Una vez más, la Ciencia de Materiales copia de la naturaleza soluciones que la naturaleza ha desarrollado a través de siglos de evolución, como ya se ha hecho copiando la estructura de la seda de las arañas para desarrollar materiales de muy alta resistencia, la morfología de las plantas de las patas de los Gekkos para desarrollar adhesivos o la disposición de cámaras de aire en los nenúfares para desarrollar plataformas con alta flotabilidad.

Para poder copiar todas estas y tantas otras soluciones que nos ofrece la naturaleza, más importante que el material en sí, es la configuración espacial, la morfología de la estructura del material. Hasta hace pocos años, era imposible poder “copiar” esas estructuras tan complejas, a la que ahora sumamos la superficie de la piel de un pulpo. Pero hoy en día contamos con nuevas herramientas: una capacidad casi infinita de calculo para diseñar las estructuras, un potencial de modelización y simulación que permite reproducir cualquier material con cualquier forma y, por último, unas tecnologías de fabricación que permiten hacer realidad lo que nuestros cálculos y nuestros modelos han diseñado inspirados en la naturaleza. Y dentro de esas tecnologías de fabricación, la impresión 3D, capaz de fabricar lo que hasta ahora era imposible, y con cualquier tipo de material: cerámico, metálico, polímero o compuesto. Impresión 3D que hoy es capaz de llegar a detalles superficiales o porosidad por debajo de un micrómetro. Cualquier material con cualquier forma. Desde aquí, mi pequeño homenaje a los pulpos, que tantas satisfacciones culinarias nos dan.