Los materiales duros y blandos forman un ventilador resistente a la fatiga en la bisagra del mejillón

¿Cómo se abre y cierra una cáscara de mejillón fácilmente y sin daños durante cientos de miles de ciclos a lo largo de la vida del bivalvo? Estos materiales resistentes a la fatiga serían útiles en diseños de ingeniería electrónica, aeroespacial y de tejidos, donde los componentes necesitan operar repetidamente sin fallas. Xiang-Sen Meng y sus colegas observaron más de cerca la bisagra en la concha del bivalvo Cristaria plicata y encontraron que la respuesta radica en una combinación de diseño y materiales que resisten la fractura frágil con el tiempo. Las observaciones microscópicas de Meng et al. muestran que la bisagra obtiene sus propiedades únicas a través de una estructura que se asemeja a un abanico plegable en la que nanocables de aragonita biomineralizados forman las costillas del abanico y una matriz orgánica más blanda actúa como los pliegues. Los nanocables proporcionan rigidez y ayudan a distribuir las tensiones hacia la circunferencia de la bisagra, fortaleciéndose mediante planos de hermanamiento que se desarrollan en cristales de aragonita. La matriz blanda absorbe las tensiones de compresión y de cizallamiento cuando la válvula se abre y se cierra. Los investigadores desarrollaron una versión artificial de prueba de concepto de la bisagra incrustando fibras de vidrio en una matriz de polímero de polidimetilsiloxano. Rachel Crane y Mark Denny discuten estos hallazgos en un artículo de Perspective relacionado.