A primera vista los chitones se ven como cualquier otro molusco: criaturas redondas y tímidas que se arrastran por las rocas costeras de las playas. Pero si le das la vuelta a uno notarás filas de dientes muy afilados y pulidos, indestructibles, capaces de triturar cualquier cosa. Los investigadores buscan replicar esas estructuras para lograr avances en la ciencia de los materiales.
Un nuevo trabajo de investigación que se publicó el 7 de agosto en Science presenta un estudio detallado de lo que hace que los dientes del chitón sean tan fuertes y durables. Al analizar la anatomía del chitón el equipo encontró un hilo preciso y consistente de proteínas fijadoras del hierro que dan como resultado estructuras dentales “superiores a los materiales que se usan en las herramientas industriales de corte, moledoras, implantes dentales y quirúrgicos y capas protectoras”, explicó en declaraciones el coautor del trabajo David Kisalilus. Más impactante aún resulta el hecho de que, a diferencia de los materiales fabricados por humanos, los chitones producen sus dientes a temperatura ambiente con precisión a nanoescalas, añadió.
El nuevo trabajo presenta los mecanismos de este proceso, que los científicos creen podría brindar información para futuros avances en la fabricación de materiales avanzados. “Podemos aprender mucho de estos diseños y procesos biológicos”, dijo Kisalius, científico en materiales de la Universidad de California.
Kisalius colaboró con científicos de Japón para estudiar los tipos de chitones más grandes del noroeste de EE.UU. y las costas de Hokkaido, Japón. Identificaron una proteína, la RTMP1, particular a los chitones y que permite que en los dientes de los moluscos se deposite el hierro. Los científicos sabían que eso permitía que los chitones rasparan los trozos de algas más adheridos a las rocas, pero no se sabía cómo y cuándo interactúan estas proteínas con los dientes del chitón.
La ciencia aprende de la naturaleza
Usando herramientas de la ciencia de los materiales y la biología molecular, los investigadores rastrearon el itinerario de la proteína por la anatomía del chitón “desde el inicio”, según explicó Kisalilus. Primero la RTMP1 viaja por conductos nanoscópicos que van hacia cada diente y luego fija los compuestos que controlan la arquitectura de la magnetita, un tipo de óxido de hierro. Al mismo tiempo la proteína libera el hierro almacenado en la ferritina, otra proteína que se halla en los tejidos cercanos a los dientes del chitón. Como resultado, crecen dientes nuevos en prolijas filas de estructuras de extrema dureza, que también vuelven a crecer cuando se desgastan.
Los resultados representan una oportunidad fantástica para que los humanos aprendamos de la naturaleza. Con más estudios de los dientes del chitón podemos hallar datos “espaciales y temporales de la síntesis controlada de otros materiales para una variedad de aplicaciones como las baterías, catalizadores de células de combustible y semiconductores”, dijo Kisailus. También añadió que permitirá “nuevos estudios en la manufactura aditiva – impresión 3D – y métodos de síntesis más amigables con el medio ambiente y más sustentables”.
Son tal vez grandes expectativas respecto de una criatura tan poco impactante en lo visual como lo es el chitón. Pero estos moluscos se ven como de metal cuando les das la vuelta, así que ¿quién sabe? Tal vez el metal dental del chitón sea verdaderamente el próximo avance en la ciencia de los materiales.
