Los camareros y cocineros han reconocido desde hace mucho tiempo el valor de un toque de naranja, pero gracias a los investigadores de la Universidad de Florida Central, Exprimir naranjas puede brindarnos una nueva forma de administrar medicamentos o de detectar fallas en los puentes antes de que sucedan.

El profesor asistente de ingeniería Andrew K. Dickerson y el estudiante de posgrado Nicholas M. Smith han descubierto la mecánica de cómo las naranjas liberan esa fina corriente de aceite fragante cuando se exprime. Caracterizaron la estructura de las cáscaras de naranja y descubrieron el papel que tienen las capas para crear la dinámica del microjet. Al imitar el mecanismo natural de una capa naranja, Las empresas farmacéuticas pueden desarrollar una forma menos costosa y menos compleja de administrar medicamentos en el aire.

"Estudiamos sistemas naturales para caracterizar matemáticamente cómo funciona la creación, y a pesar de la ubicuidad del consumo de cítricos, estos chorros no habían sido estudiados previamente, Dickerson dijo:"La naturaleza es nuestra mayor inspiración para abordar los problemas del mundo real".

Los hallazgos del equipo se publican en la Actas de la Academia Nacional de Ciencias .

La fruta de Florida es compleja. Su capa exterior dura protege la fruta, y una capa blanca y esponjosa justo debajo de la piel tiene depósitos microscópicos de aceite en bolsillos ocultos. El material esponjoso absorbe el impacto, pero cuando se aprieta a una presión crítica, empuja hacia arriba y abre una pequeña sección de la capa exterior dura para rociar su fragante corriente. Estos microjets son pequeños pero rápidos, salir de sus cavidades a 22 mph en promedio acelerando 5, 000 Gs, que es equivalente a aproximadamente 1, 000 veces la fuerza que sienten los astronautas en el lanzamiento.

"Hay varias aplicaciones potenciales, "Smith dijo". Por ejemplo, para asmáticos, podría tener una pequeña porción de material que aerosolizaría los medicamentos de emergencia que actualmente encuentra en costosos, inhaladores de usos múltiples. Este enfoque puede ser menos costoso y biodegradable ".

Una cáscara de naranja libera una sustancia aceitosa, y la dinámica debe mantenerse para otros tipos de líquidos, dijeron los investigadores.

Pero todavía se necesita algo de investigación antes de poner en práctica el enfoque de cáscara de naranja en la administración de medicamentos.

"Primero, necesitamos calcular tamaños y proporciones, ", Dijo Dickerson." Es importante comprender exactamente cómo funcionan los microinyectores y cómo ajustar su estabilidad para aplicaciones médicas. El tamaño de las gotas y la cantidad de medicamento que llevan es fundamental. Tenemos mucho camino por recorrer antes de que se puedan explorar las aplicaciones ".

Pero cuando eso sucede, las posibilidades solo están limitadas por la imaginación.

"Imagínese un puente de autodiagnóstico, ", Dijo Dickerson." Tendría una capa de piel similar a una naranja y cuando te acercas a la falla del material, recibirías una advertencia preventiva, quizás un cambio de color ".

Dickerson, un experto fluidodinámico, está haciendo una carrera de estudio de la naturaleza. Ya ha publicado varios artículos que analizan lo que se puede aprender del proverbial batido del perro mojado y cómo los mosquitos sobreviven a las colisiones de gotas de lluvia. Estudiar el batido nos ayuda a comprender cómo secar automáticamente grandes superficies como los paneles solares. Y estudiar cómo los mosquitos sobreviven a la lluvia podría ayudar a crear estrategias para combatir los insectos portadores de enfermedades.

"Pocos laboratorios a nivel nacional realizan este tipo de investigación, ", Dijo Smith." Esa es una de las razones por las que vine a UCF para hacer mi trabajo de posgrado. Esto es algo emocionante. La naturaleza ha tenido miles de millones de años para obtener los principios de ingeniería correctos y puedo verlos, descúbrelos y luego juega con ellos para resolver problemas. ¡Eso es muy emocionante! "