Hagfish anestesiado que donó muestras de limo. Crédito:Chaudhary
Los brujos son peces marinos con forma de anguila, famoso por liberar grandes cantidades de "limo" que se despliega, se ensambla y se expande en el agua circundante en respuesta a una amenaza o al ataque de un depredador. Este mecanismo de defensa incluso funciona contra los tiburones obstruyendo sus branquias o asfixiándolos.
El uso exitoso de su gel de defensa por parte del pez bruja es notable, sobre todo porque el animal no ejerce ningún control directo sobre la concentración de la baba que exuda en el agua de mar.
Gaurav Chaudhary, un candidato a doctorado en el departamento de ciencia mecánica e ingeniería de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (UIUC), presentará su trabajo sobre el limo de mixino durante la 88a Reunión Anual de la Sociedad de Reología, que se llevará a cabo del 12 al 16 de febrero, en Tampa, Florida. La investigación explora la formación de limo del pez bruja y las propiedades especiales que le permiten ensamblarse en un gel sólido sin disolverse en el agua circundante.
Para hacer esto, Chaudhary y sus colegas visitaron la Universidad de Guelph en Canadá, donde el profesor Doug Fudge mantiene una gran población de mixinos.
"Obtuvimos material de limo crudo directamente de peces vivos y luego pudimos producir nuestras propias muestras de limo de concentraciones variables, ", dijo Chaudhary. Los investigadores utilizaron un reómetro, que mide la respuesta de tales fluidos de viscosidad inusual a las fuerzas, para medir cómo el limo se estiró y fluyó a lo largo del tiempo y en diversas condiciones.
Imagen microscópica de las células del hilo que se desenredan bajo la mezcla para formar la baba del pez bruja. Crédito:Chaudhary
El equipo de investigación dirigido por Randy Ewoldt, un profesor asistente que dirige el Grupo de Investigación Ewoldt en UIUC, descubrió que las propiedades sólidas y líquidas del limo siguen siendo "auto-similares" para una amplia gama de concentraciones. Esto significa que, aunque la concentración puede cambiar drásticamente, la estructura general y las propiedades del gel no lo harán.
"El gel se vuelve más rígido con la concentración, ", Dijo Ewoldt. Sus resultados también muestran que la consistencia en cómo el limo se deforma y fluye existe porque el limo tiene una estructura similar en todas las concentraciones.
"Ahora sabemos que este material, 10, 000 veces más suave que la gelatina, no es solo un sólido elástico ultra suave como se creía anteriormente, "Chaudhary dijo." Más bien, tiene propiedades dependientes del tiempo muy interesantes. Sus propiedades dependientes de la concentración son muy diferentes en comparación con muchos otros biopolímeros o sistemas sintéticos. Tales propiedades hacen que el limo sea claramente ideal para ensamblar en condiciones incontroladas ".
Slime tiene una miríada de aplicaciones potenciales. Por ejemplo, podría taponar o ralentizar las fugas de los equipos de perforación petrolera, o proporcionar cultivos de células con una red dispersa de elementos fibrosos que pueden ofrecer arquitecturas de andamios de tejido únicas e incluso admitir cultivos de células 3-D.
"Nuestros esfuerzos futuros se centrarán en obtener una mejor comprensión de la mecánica del nivel microestructural del limo, ", Dijo Chaudhary." Con el tiempo, nos gustaría desarrollar materiales para lograr una funcionalidad similar a la baba de hagfish mediante el uso de componentes sintéticos, y desarrollar más ideas y métodos para diseñar mejor el material ".