La pelle degli squali ha sempre affascinato tutti, dai pescatori ai fisici. E non è difficile capire perché: queste creature sono capaci di nuotare a velocità incredibili, che nessun nuotatore olimpico potrebbe mai sognare di eguagliare. Il merito è delle loro scaglie, evolute in minuscole strutture tridimensionali a forma di incudine chiamate denticoli.
Ma come fanno esattamente i denticoli a rendere gli squali così idrodinamici? Finora, nessuno era riuscito a scoprirlo con certezza. Ma ora, grazie a uno studio innovativo, il mistero è stato finalmente svelato. E la verità è ancora più incredibile di quanto si pensasse.
Missione impossibile
Studiare i denticoli degli squali è un po’ come cercare di capire come funziona un’astronave aliena. Sono strutture talmente piccole (meno di mezzo millimetro) e complesse che riprodurle in laboratorio è un’impresa titanica. E analizzarle direttamente sulla pelle dello squalo è ancora più difficile, perché una volta rimossa dal pesce, la pelle perde le sue proprietà speciali.
Insomma, è come avere tra le mani un oggetto magico che smette di funzionare appena lo tocchi. Un rompicapo che ha fatto impazzire gli scienziati per decenni, costringendoli ad accontentarsi di strutture semplificate o di esperimenti inconcludenti.
Il motore della scienza, però, non si ferma mai. Con pazienza, curiosità e creatività, i ricercatori hanno continuato a cercare il Santo Graal dei denticoli: il segreto della loro efficacia.
Denticoli, l’incudine e l’onda
Benjamin Savino e Wen Wu, due fisici dell’Università del Mississippi, si sono chiesti: e se invece di sperimentare con denticoli veri, li simulassimo al computer? Detto fatto, i due hanno creato un modello virtuale. Proprio “quella” pelle degli squali ricoperta di denticoli a forma di incudine, con tanto di pilastri di sostegno e teste a martello incastrate tra loro. Trovate qui lo studio completo.
Un capolavoro di ingegneria biomimetica, che ha permesso ai ricercatori di comprendere per la prima volta il meccanismo di funzionamento e il flusso del fluido attorno a queste strutture. Sorpresa: le teste dei denticoli non si limitano a ridurre l’attrito, ma iniettano attivamente del fluido nello spazio protetto sotto di esse, creando una sorta di onda inversa.
È questo “effetto onda” la chiave di tutto. Perché genera una spinta propulsiva nella direzione del moto, come un minuscolo motore idrodinamico integrato nella pelle. Una scoperta che ha lasciato a bocca aperta i ricercatori, e che potrebbe rivoluzionare il modo in cui progettiamo navi e sottomarini.
Squali, il segreto del dorso
Le sorprese non finiscono qui. Savino e Wu hanno scoperto un altro dettaglio cruciale: i denticoli funzionano meglio quando sono posizionati su una superficie curva, come il dorso di uno squalo.
È lí che si crea il gradiente di pressione ideale per iniettare il fluido nello spazio protetto e generare la spinta inversa. Un meccanismo così efficace che gli squali potrebbero aver evoluto apposta delle gobbe sulla pelle per sfruttarlo al meglio.
Sintetizzo da prosaico: lo squalo è pieno di micro dispositivi idrodinamici, frutto di milioni di anni di evoluzione. Una lezione di ingegneria che la natura ci ha messo sotto il naso, e che solo ora stiamo iniziando a capire.
Squali hi-tech
Cosa possiamo fare noi umani con queste conoscenze? Beh, le applicazioni sono potenzialmente infinite. Pensate a navi e sottomarini rivestiti di denticoli artificiali, capaci di sfrecciare nell’acqua con un’efficienza senza precedenti. O a costumi da nuoto hi-tech che trasformeranno gli atleti in “squali” olimpionici.
Certo, c’è ancora molto lavoro da fare. Bisogna capire come mantenere le dentelle pulite dal fouling marino, e come integrarle al meglio nelle superfici curve dei nostri mezzi. Ma la strada è tracciata, e la meta è a portata di mano.
Perché in fondo, l’evoluzione è la più grande ingegnera di tutti i tempi. E gli squali sono le sue creature più idrodinamiche, perfezionate in milioni di anni di nuotate.
Copiarli non è barare, ma rendere omaggio alla loro maestria.
