Svelato il segreto dell'idrodinamica degli squali, nuotatori veloci ed efficaci.
Ciò che permette loro di muoversi così elegantemente nell’acqua sono le micro-scaglie disposte sulla superficie della pelle che riducono l’attrito e di conseguenza il consumo energetico durante il nuoto, aumentando allo stesso tempo la spinta propulsiva di circa il 6 %. In uno studio effettuato presso l’Harvard University e pubblicato su Journal of Experimental Biology, i ricercatori sono riusciti per la prima volta a riprodurre tali scaglie in laboratorio e hanno dimostrato che la micro-struttura in collagene conferisce loro queste straordinarie capacità natatorie.
Per poter riprodurre in laboratorio una struttura naturale così complessa i ricercatori hanno dovuto scansionare ad alta risoluzione la pelle di uno squalo mako (Isurus oxyrinchus) morto per cause naturali e hanno poi, sulla base dei dati raccolti, ricostruito un modello computerizzato di una singola scaglia, moltiplicandola poi per migliaia di volte una volta trovato il modello perfetto fino a ricreare un pezzo di questa pelle, ovviamente sintetica.
Per produrre tutto ciò si sono serviti di una stampante 3D e hanno usato diversi materiali flessibili al fine di ricostruire una struttura simile alla pelle di squalo in cui i dentelli erano incorporati in un materiale flessibile ed erano organizzati in modo da sovrapporsi l’uno all’altro. Così si è espresso Gorge Lauder, responsabile dello studio: "Ci è voluto oltre un anno di tentativi in cui sono stati provati materiali diversi, vari protocolli di stampa e cambiamenti della spaziatura e della sovrapposizione dei dentelli prima di riuscire ad ottenere una struttura tridimensionale convincente che somigliasse alla vera pelle dello squalo; vedere la prima immagine ottenuta con il microscopio elettronico a scansione della pelle artificiale è stato un momento emozionante".
Per verificarne poi la funzionalità in acqua, i ricercatori hanno attaccato un pezzo di pelle artificiale ai due lati di una lamina flessibile retta da un braccio robotico che poteva essere tenuta ferma o "mossa" in una vasca di acqua, in modo da mimare un pesce che nuota. Misurando le forze esercitate dall’acqua sulla pelle sintetica sia in posizione stazionaria sia in movimento i ricercatori hanno concluso che le scaglie permettono un guadagno di velocità tra l’8 e il 15 % (riducendo la resistenza all’avanzamento) per un tipo di nuoto standard mentre quando lo squalo nuota più velocemente le prestazioni aumentano ancora e si riduce il consumo energetico dovuto al minor attrito.
Secondo Lauder le applicazioni di una struttura di questo tipo sono molteplici e vanno dalle mute dei nuotatori, fino alle ali degli aeroplani. Tuttavia, per godere dei vantaggi aerodinamici della pelle sintetica di squalo, saranno necessari notevoli sforzi tecnologici, in quanto non bastano le micro-scaglie ad aumentare l’efficienza del nuoto, ma esse devono essere inserite su un substrato flessibile, che possa mimare la capacità della pelle dello squalo di piegarsi e distendersi durante il nuoto. "Per questo motivo", conclude l’autore, "bisognerà aspettare ancora un bel po’ prima di essere in grado di produrre e usare costumi fatti di pelle di squalo che ci faranno nuotare più velocemente e con meno fatica".