¿Por qué el velcro pega y despega?
El velcro (del francés velours: terciopelo; y crochet: gancho) está formado por la unión de dos cintas: una de ellas, cubierta por centenares de “ganchos” de unos 100 micrones; la otra, contiene “rizos” un poco mas delgados. Al poner las cintas en contacto, los ganchos penetran en los rizos, y pueden unirse y separarse muchas veces.
Según la leyenda, la idea surgió en 1948, mientras el ingeniero suizo George de Mestral desenganchaba abrojos del pelo de su perro al regreso de un paseo por el campo
El material para producir este efecto es un polímero flexible, por ejemplo nylon, con moléculas de gran tamaño. En éstas, los electrones no se distribuyen de manera homogénea, lo que facilita que las moléculas, cuando están cerca, se atraigan por fuerzas electrostáticas. También es importante la geometría del material: que haya un área de contacto muy grande para que muchas moléculas se “vean” y se atraigan.
Por eso, cuanto mayor sea el número de fibras, mayor es la fuerza con que ambas cintas se adhieren. El diseño de ganchos y rizos refuerza mecánicamente la atracción entre moléculas.
El desarrollo del velcro se vincula al biomimetismo, área de investigación que busca crear nuevos materiales imitando los diseños naturales: la tela de araña para hacer tejidos ultra-resistentes; la piel de tiburón para hacer recubrimientos impermeables; las patas del gecko, un tipo de lagarto capaz de caminar por techos y superficies verticales, para hacer adhesivos. El denominador común de estos
ejemplos es la presencia de estructuras jerárquicas, estructuras ordenadas en las cuales cada elemento, a su vez, está compuesto por otras estructuras ordenadas.
En el gecko, la planta de la pata está cubierta por millones de pelos de 4 micrones de diámetro y 100 micrones de largo, orientados en una misma dirección. A su vez, cada pelo tiene cientos de puntas
triangulares de 0,2 micrones de lado. La fuerza de atracción entre las moléculas de las puntas triangulares y las moléculas de la superficie por la cual camina es tan fuerte que el animal puede desafiar a la fuerza de gravedad como el Hombre Araña. Ya se ha fabricado un adhesivo reversible
replicando estas estructuras..
Pese a los esfuerzos, aún no se ha logrado alcanzar las propiedades de las estructuras naturales. A diferencia de los abrojos, al velcro se adhieren pelos y partículas de polvo, perdiendo fuerza de pegado. El gecko sintético sólo puede pegarse y despegarse unas mil veces y no funciona en
agua. Todavía queda mucho por aprender, desde los mecanismos biológicos que forman estas estructuras organizadas, hasta los pasos de síntesis química para poder reproducirlas.
