La Grandule di Namaqua è un uccello che non si distingue per l'eleganza, ma che nasconde un segreto sorprendente. Questo uccello tozzo, dalle zampe corte, simile a un piccione, è in grado di trasportare acqua per circa il 15% del suo peso corporeo durante brevi voli di tragitto fino a 32 km, sufficienti per tornare da una pozza d’acqua al loro nido. La chiave di questa capacità è l’architettura delle piume del ventre, ottimizzate per trattenere l’acqua.
Recentemente, un team di ricercatori ha pubblicato uno studio sulla rivista Royal Society Interface, utilizzando microscopi ad alta tecnologia e la tecnologia 3D per rivelare il design dettagliato di queste piume. Il team ha intenzione di "stampare strutture simili alle piume degli uccelli in 3D e perseguire applicazioni commerciali". Questo studio apre la strada alla creazione di bottiglie d’acqua e pacchetti di idratazione sportiva più efficienti, ma anche alla creazione di materiali capaci di catturare l'acqua dall'ambiente circostante, ad esempio dalla nebbia o dalla rugiada.
Per capire come le piume degli uccelli compiono la magia di trasportare l'acqua, i ricercatori hanno esaminato esemplari provenienti da musei di storia naturale e hanno analizzato da vicino le piume secche utilizzando diverse tecniche di microscopia. Hanno scoperto che le piume sono costituite da una rete di barbigli, tubi, scanalature, ganci e spire elicoidali, con componenti che possono piegarsi, arricciarsi, raggrupparsi e altro ancora quando vengono bagnati. In altre parole, le piume sono ottimizzate per trattenere l'acqua.
Le tecniche di microscopia utilizzate nel nuovo studio hanno permesso di misurare le dimensioni delle diverse parti della piuma. Nella zona interna, i barbigli sono abbastanza grandi e rigidi da costituire una base rigida su cui si deformano le altre parti della piuma, mentre i barbigli sono abbastanza piccoli e flessibili da far sì che la tensione superficiale sia sufficiente a piegare le estensioni diritte in strutture simili a lacrime che trattengono l'acqua. Inoltre, nella zona esterna, gli steli e i barbigli sono ancora più piccoli, il che consente loro di arricciarsi intorno alla zona interna, trattenendo ulteriormente l'acqua.
Il team ha poi utilizzato le misure delle dimensioni dei componenti della piuma per creare modelli al computer. Ha anche usato questi numeri per calcolare fattori come la forza di tensione superficiale e la rigidità dei componenti che si piegano. Questo livello di dettaglio è ciò che dobbiamo capire per utilizzare questi principi per creare nuovi materiali, ha spiegato Jochen Mueller, professore assistente presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e dei Sistemi della Johns Hopkins e autore del lavoro. Inoltre, la comprensione dei principi alla base di queste piume potrebbe anche portare alla creazione di nuove tecniche di raffreddamento che utilizzano la stessa architettura delle piume per trattenere l'acqua e dissipare il calore, offrendo una soluzione ecologica e sostenibile per il raffreddamento. In definitiva, questa scoperta apre molte porte alla creazione di nuovi materiali e tecnologie ispirati dalla natura.
Questo studio ha aperto la strada alla creazione di nuovi materiali capaci di trattenere l'acqua in modo efficiente, con molteplici applicazioni potenziali. Ad esempio, potrebbe portare alla creazione di bottiglie d'acqua che non permettano all'acqua di circolare o alla creazione di reti in aree desertiche per catturare e raccogliere l'acqua dalla nebbia e dalla rugiada. Questo potrebbe avere un impatto significativo su come le persone si idratano in futuro e potrebbe anche avere un impatto positivo sull'ambiente. Inoltre, questa scoperta dimostra come la natura possa essere una fonte inesauribile di ispirazione per la creazione di nuovi materiali e tecnologie innovative e sostenibili.
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