Un recente studio ha messo in mostra l’ingegneria alla base del continuo movimento delle api. La peluria presente sulla cuticola ha l’incredibile funzione di lubrificante, riducendo l’attrito e rendendo più facile il movimento

Le api (Apis mellifera) sono delle instancabili lavoratrici, sempre in movimento. Anche quando si fermano su un fiore per nutrirsi o riposarsi il loro corpo si muove. L’addome continua a pulsare mentre l’ape respira, questo continuo movimento addominale ha attirato l’attenzione di un gruppo di ricercatori dell’Istituto di Tecnologia di Beijing in Cina. Jieliang Zhao e il suo team di ingegneri meccanici volevano capire come la cuticola, un esoscheletro chitinoso che protegge l’addome delle api, potesse muoversi così tanto senza danneggiarsi. La cuticola è composta da aree rigide sovrapposte che si muovono costantemente, quindi l’attrito potrebbe causare nel corso del tempo dei logoramenti, ma questi non avvengono.

Ecco che entra in gioco la biomeccanica. L’addome è ricoperto da una fitta peluria, molti segmenti della cuticola presentano minuscoli peli di circa 100-200 micrometri, per intenderci lungo poco più dello spesso di un capello. Ogni pelo oltretutto è ramificato, decine di minuscoli rami si espandono dal pelo centrale. Questo microscopico intreccio di peli, tra le aree dell’addome, potrebbe essere il lubrificante perfetto per il continuo, e senza intoppi, movimento dell’ape.

Per riuscire a comprendere l’efficacia dei peli, il team di ricercatori ha voluto confrontare il movimento di una cuticola provvista di peli con quello di una sprovvista. Sono stati raccolti pezzi di cuticola da api morte naturalmente, utilizzando un microscopio a forza atomica, hanno osservato e calcolato l’attrito generato dal movimento sovrapposto di due cuticole senza peli con quello di due cuticole pelose. Il risultato è stato sorprendente: i minuscoli peli riducono di molto l’attrito, fino al 40%, rispetto alla cuticola liscia. I risultati di questo studio sono stati pubblicati sulla rivista ACS Applied Materials & Interfaces.

Perché avviene questa riduzione di attrito? Quando le sezioni addominali si muovono l’una sull’altra, le loro superfici, superiore e inferiore, non sono in contatto rigido diretto grazie ai peli. In questo modo i peli fanno ridurre l’area di contatto reale e di conseguenza l’attrito, il che riduce notevolmente l’usura e l’abrasione. Questo meccanismo di lubrificazione solida è cosi efficace che permette alle api di risparmiare moltissima energia, essenziale per le attività quotidiane.

Immagine in evidenza: Wikimedia commons https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Apis_mellifera_-Brassica_napus-_Valingu.jpg