Gli insetti pattinatori marini potrebbero essere la chiave per nuovi materiali idrorepellenti

Gli insetti pattinatori marini potrebbero essere la chiave per lo sviluppo di nuovi materiali idrorepellenti. Lo rivela un nuovo studio presso l’Università in Arabia Saudita – KAUST. L’analisi comprende anche alcune caratteristiche dell’insetto come i peli, il rivestimento ceroso che copre il suo corpo e il suo movimento.

“Il nostro studio multidisciplinare è il primo del suo genere a studiare due specie di pattinatori marini, l’Halobates germanus che abita nell’oceano, e un parente costiero, H. hayanus“, afferma Gauri Mahadik che ha lavorato allo studio con i colleghi. “Volevamo capire come questi insetti si erano evoluti per sopravvivere in ambienti marini difficili dove altri hanno fallito.”

Di fronte a onde che si infrangono, radiazioni ultraviolette, pioggia, acqua salata e uccelli e pesci predatori, gli insetti hanno bisogno di una serie specializzata di adattamenti per sopravvivere nell’oceano. Il team ha catturato le due specie di Halobates dal Mar Rosso e le ha inserite in un ambiente artificiale acquatico.

“È difficile mantenere gli alobati marini in laboratorio e ci sono stati notevoli tentativi ed errori prima riuscire nell’intento”, afferma Mahadik. “Questi insetti sono cannibali, quindi era importante mantenerli ben nutriti. Abbiamo trascorso ore a cercare di catturare i loro comportamenti naturali perché saltano molto.”

Le caratteristiche uniche degli insetti pattinatori marini

I ricercatori hanno utilizzato apparecchiature di imaging ad alta risoluzione, tra cui la microscopia elettronica e la videografia ultraveloce, per studiare i vari peli corporei degli insetti, il comportamento e i movimenti della toelettatura mentre eludevano gocce simulate di pioggia e predatori. Il corpo dell’insetto è ricoperta di peli di diverse forme, lunghezze e diametri, e secerne una sostanza cerosa idrorepellente che l’animaletto usa per proteggersi.

“I peli più piccoli hanno la forma di mazze da golf ed impediscono all’acqua di entrare. Questo strato peloso, se l’insetto viene sommerso accidentalmente, lo racchiude in una bolla d’aria, aiutandolo a respirare e riemergere rapidamente”, afferma la co-autrice dello studio Lanna Cheng. “Nel suo stato di riposo, nemmeno il cinque percento della superficie totale delle zampe dell’insetto è in contatto con l’acqua; quindi è praticamente sospeso in aria.” dice Mishra.

Se delle goccioline d’acqua atterrano sulla creatura, scivolano via oppure l’insetto salta e fa una capriola per liberarsi delle gocce. I ricercatori sono rimasti sorpresi dalla velocità con cui si è mosso per sfuggire ai predatori e alle onde in arrivo.

“Durante il decollo dalla superficie dell’acqua, abbiamo osservato H. germanus accelerare a circa 400 m / s 2”, afferma Thoroddsen. “Confronta questo con un ghepardo o Usain Bolt, le cui accelerazioni superiori si assottigliano rispettivamente a 13 m / s 2 e 3 m / s 2. Questa straordinaria accelerazione è dovuta alle dimensioni minuscole dell’insetto e al modo in cui preme sulla superficie dell’acqua, come se fosse un trampolino, per aumentare il suo salto”.

La cera usata dall’insetto è di grande interesse per gli scienziati dei materiali del team, che stanno esplorando nuovi approcci per le tecnologie repellenti ai liquidi. Le strutture dei peli dell’insetto stanno inoltre ispirando il design di nuovi materiali.

“Ispirato ai peli a forma di fungo di Halobates, il mio gruppo sta sviluppando tecnologie più ecologiche e a basso costo per ridurre la resistenza all’attrito e le incrostazioni di membrana”, afferma Mishra. Lo studio è stato pubblicato su Nature.