Los investigadores informan que estudiar la forma en que los enjambres de gusanos negros de California se enredan en una mezcla puede revelar rápidamente nuevos conocimientos sobre los mecanismos y principios que subyacen a la topología de la materia activa enredada. Los resultados pueden ayudar a guiar el diseño de materiales activos multifuncionales con propiedades topológicas únicas y ajustables. Los materiales y objetos largos y filamentosos, desde largas hebras de polímero hasta un manojo suelto de cables de carga electrónicos, tienen una extraña habilidad para formar estructuras intrincadas e intrincadas, enredos tan caóticos que puede parecer imposible desenredarlos. Algunas especies biológicas, como el gusano negro de California (Lumbriculus variegatus), han desarrollado formas de manejar los enredos y desenredos de sus cuerpos de manera muy efectiva, a pesar de un conjunto relativamente simple de músculos y células nerviosas. Estos gusanos se autoorganizan rutinariamente en bolas intrincadamente enredadas de entre 5 y 50 000 gusanos individuales. Si bien estas estructuras entrelazadas se forman en unos pocos minutos, pueden separarse completamente en milisegundos. Aunque aún no se comprende bien cómo son capaces de lograr tanto un enredo fuerte como un desenredado ultrarrápido, los conocimientos derivados de sus capacidades podrían ayudar a diseñar la próxima generación de materiales inteligentes o activos, dicen los autores. Para comprender mejor cómo estas criaturas logran enredos poderosos y un desenredado ultrarrápido, Vishal Patel et al. usó ultrasonografía para crear una reconstrucción en 3D del enredo del gusano negro y combinó los datos con análisis teóricos y simulaciones para desarrollar un modelo mecánico del enredo del gusano negro. Patel y otros encontraron que las sinapsis eran sistemas altamente interactivos ya que la mayoría de los gusanos estaban en contacto con la mayoría de los otros gusanos. Demostraron que las ondas espirales sintonizadas resonantemente producidas por el movimiento de gusanos individuales permitieron el enredo colectivo y la disociación rápida. Según los autores, los resultados revelan un principio dinámico general que subyace a la velocidad sin complicaciones de los materiales filamentosos, que podría ser aplicable a otros sistemas de fibras empaquetadas y reticuladas. A través de una combinación de métodos de topología, matemáticas aplicadas e ingeniería, [the authors] obtener un modelo general de enredo y desenredo energético que proporcione nuevos conocimientos sobre la organización de la materia activa», escribe Eleni Panagio en Related Perspective.
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