Oil spill: le piume di questo uccello si sono rivelate la chiave contro le fuoriuscite di petrolio in mare (riproducendole in 3D)

Si è scoperto come la Grandule di Namaqua sia in grado di trasportare acqua per circa il 15% del suo peso corporeo grazie alle sue piume ottimizzate per trattenere i liquidi: ecco tutte le possibili implicazioni dello studio

@Wikimedia Commons

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La Grandule di Namaqua non è considerata un uccello dall’aspetto elegante. Può essere descritto come un uccello tozzo, dalle zampe corte, simile a un piccione, che si muove goffamente sul terreno.

Tuttavia nasconde anche un segreto speciale: è in grado di trasportare acqua per circa il 15% del suo peso corporeo durante brevi voli. Parliamo di tragitti fino a 32 km, sufficienti per tornare da una pozza d’acqua al loro nido. La chiave di questa capacità è l’architettura delle piume del ventre.

Si è scoperto come siano ottimizzati per trattenere l’acqua

In un nuovo studio pubblicato sulla rivista Royal Society Interface, i ricercatori hanno utilizzato microscopi ad alta tecnologia e la tecnologia 3D per rivelare il design dettagliato di queste piume, con la speranza che possa ispirare i futuri ingegneri a creare migliori bottiglie d’acqua o pacchetti di idratazione sportiva. Il team ha intenzione di “stampare strutture simili alle piume degli uccelli in 3D e perseguire applicazioni commerciali”.

Per osservare come le piume hanno compiuto la loro magia di trasportare l’acqua, i ricercatori hanno esaminato esemplari provenienti da musei di storia naturale e hanno analizzato da vicino le piume secche utilizzando la microscopia ottica, la microscopia elettronica a scansione e la microTC. Poi le hanno immerse nell’acqua e hanno ripetuto il processo.

Hanno visto che le piume stesse erano costituite da una rete di barbigli, tubi, scanalature, ganci e spire elicoidali, con componenti che potevano piegarsi, arricciarsi, raggrupparsi e altro ancora quando venivano bagnate. In altre parole, erano ottimizzati per trattenere l’acqua.

I risultati dello studio

In un comunicato stampa rilasciato si legge:

Le tecniche di microscopia utilizzate nel nuovo studio hanno permesso di misurare le dimensioni delle diverse parti della piuma. Nella zona interna, i barbigli sono abbastanza grandi e rigidi da costituire una base rigida su cui si deformano le altre parti della piuma, mentre i barbigli sono abbastanza piccoli e flessibili da far sì che la tensione superficiale sia sufficiente a piegare le estensioni diritte in strutture simili a lacrime che trattengono l’acqua. Inoltre, nella zona esterna, gli steli e i barbigli sono ancora più piccoli, il che consente loro di arricciarsi intorno alla zona interna, trattenendo ulteriormente l’acqua.

Il team ha poi utilizzato le misure delle dimensioni dei componenti della piuma per creare modelli al computer. Ha anche usato questi numeri per calcolare fattori come la forza di tensione superficiale e la rigidità dei componenti che si piegano.

Quali sono i risvolti di questa scoperta

Jochen Mueller, professore assistente presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e dei Sistemi della Johns Hopkins e autore del lavoro, ha spiegato:

Vedere questo livello di dettaglio… è ciò che dobbiamo capire per utilizzare questi principi per creare nuovi materiali.

Ma quali sarebbero i risvolti del progetto? Molteplici in quanto si potrebbe creare bottiglie d’acqua che non permettano all’acqua di circolare. Ciò potrebbe essere molto utile anche contro le temibili fuoriuscite di petrolio in mare, che sarebbero così contenute efficacemente senza danneggiare eccessivamente l’ambiente e la fauna.

E non solo. Un’altra possibile applicazione potrebbe essere quella di incorporare pezzi di questa struttura nelle reti delle aree desertiche per catturare e raccogliere l’acqua dalla nebbia e dalla rugiada.

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Fonte: The Royal Society

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