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La microarquitectura de los huesos fósiles de pterosaurio podría ser la clave para la creación de materiales más ligeros y resistentes para la próxima generación de aeronaves.
Un grupo de científicos de la Universidad de Manchester ha utilizado técnicas avanzadas de obtención de imágenes por rayos X para examinar los huesos fosilizados del reptil volador prehistórico a escala más pequeña, revelando soluciones de ingeniería ocultas.
Han descubierto que los huesos de pterosaurio contenían una red compleja de diminutos canales que los hacían ligeros e increíblemente resistentes: detalles de su estructura nunca vistos antes.
Los investigadores afirman que estas adaptaciones antiguas podrían tener el potencial de iniciar una revolución de la ‘paleobiomimética’: utilizar los diseños biológicos de criaturas prehistóricas para desarrollar nuevos materiales para el siglo XXI.
Los hallazgos se han publicado en Scientific Reports de Nature.
El autor principal del estudio, Nathan Pili, estudiante de doctorado en la Universidad de Manchester, dijo en un comunicado: “Durante siglos, los ingenieros han buscado inspiración en la naturaleza, como las rebabas de las plantas que llevaron a la invención del velcro. Pero rara vez miramos hacia atrás en las especies extintas cuando buscamos inspiración para nuevos desarrollos de ingeniería, pero deberíamos hacerlo.
“Estamos muy emocionados de encontrar y mapear estas estructuras entrelazadas microscópicas en los huesos de pterosaurios, esperamos que algún día podamos usarlas para reducir el peso de los materiales de las aeronaves, reduciendo así el consumo de combustible y potencialmente haciendo que los aviones sean más seguros".
Los pterosaurios, parientes cercanos de los dinosaurios, fueron los primeros vertebrados en lograr el vuelo propulsado. Mientras que las primeras especies normalmente tenían envergaduras de unos dos metros, los pterosaurios posteriores evolucionaron hacia formas enormes con envergaduras de más de 10 metros. El tamaño significa que tuvieron que resolver múltiples desafíos de ingeniería para lograr que su enorme envergadura volara, sobre todo para sostener su larga membrana alar predominantemente con un solo dedo.
El equipo utilizó una tomografía computarizada de rayos X (XCT) de última generación para escanear los huesos fósiles con una resolución cercana al submicrometro, lo que permitió resolver estructuras complejas aproximadamente 20 veces más pequeñas que el ancho de un cabello humano. El mapeo 3D de las estructuras internas que permean los huesos de las alas de los pterosaurios nunca se había logrado con estas resoluciones (aproximadamente 0,002 mm).
Descubrieron que la red única de pequeños canales y poros dentro de los huesos de los pterosaurios, que alguna vez se usaron para la transferencia de nutrientes, el crecimiento y el mantenimiento, también ayudan a proteger contra las microfracturas al desviar las grietas, cumpliendo funciones tanto biológicas como mecánicas.
Al replicar estos diseños naturales, los ingenieros no solo podrían crear componentes livianos y resistentes, sino que también podrían incorporar sensores y materiales autorreparadores, abriendo nuevas posibilidades para diseños de aeronaves más complejos y eficientes.
El equipo sugiere que los avances en la impresión 3D de metal podrían convertir estas ideas en realidad.
Nathan Pilli dijo: “Este es un campo de investigación increíble, especialmente cuando se trabaja a escala microscópica. De todas las especies que han vivido, la mayoría están extintas, aunque muchas desaparecieron debido a cambios ambientales rápidos y no a un “mal diseño”. Estos hallazgos están impulsando a nuestro equipo a generar escaneos de mayor resolución de especies extintas adicionales"