Legendaria dureza del Cocoyol inspira desarrollo de materiales biomiméticos

La Jornada Maya
Foto: Twitter @CICYmx

Mérida, Yucatán
Martes 26 de junio, 2018

La leyenda del enano de Uxmal cuenta cómo el rey de la ciudad murió al desafiar al enano y recibir un golpe fatal con el fruto más duro de la región maya, el Cocoyol. Por muchos años ha prevalecido la pregunta ¿es verídica tal dureza?

Con la intención de comprobar la dureza del fruto, además de desarrollar un estudio biomimético para diseñar nuevos materiales sintéticos multifuncionales con diversas aplicaciones tecnológicas, investigadores de la Unidad de Materiales del Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY) y del Instituto Tecnológico Superior de Motul en México, así como de la Universidad de Sidney en Australia, estudiaron las propiedades mecánicas y la microestructura del Cocoyol (Acrocomia mexicana), a fin de generar una fuente de inspiración para la obtención de nuevos materiales sintéticos basados en este material biológico.

El equipo internacional de científicos fue liderado por el doctor Emmanuel A. Flores Johnson, investigador catedrático Conacyt de la Unidad de Materiales del CICY (institución integrante del Sistema de Centros Conacyt) y miembro del nivel I del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), y el trabajo de investigación fue publicado con el título de Microstructure and mechanical properties of hard Acrocomia mexicana fruit Shell, en la prestigiosa revista Scientific Reports, del grupo Nature, ([a=https://www.nature.com/articles/s41598-018-27282-8]www.nature.com/articles/s41598-018-27282-8[/a]).

El científico expone que, en el estudio del endocarpio del fruto del cocoyol, se encontró una compleja estructura jerárquica que muestra que la coraza de este fruto es un material con un gradiente de propiedades mecánicas y con capas distintivas de células esclereidas —son las que aportan rigidez al tejido vegetal— a lo largo de las direcciones radiales, lo que demuestra que las relaciones de estructura-propiedad hacen que este material sea duro y resistente.

En particular, se puede destacar la dureza y la alta tenacidad del Cocoyol, es decir, su resistencia a la fractura. “Estos resultados mecánicos y de microestructura alientan el diseño de nuevos tipos de materiales sintéticos superiores bioinspirados”. El doctor Flores Johnson mencionó que esta dureza, característica del cocoyol, ya había sido reportada desde el Siglo XVI por Diego de Landa en su libro Relaciones de las cosas de Yucatán, y resalta su mención en la popular leyenda maya El enano de Uxmal; sin embargo, este es el primer estudio científico para demostrar la dureza de este fruto.

El científico señaló que las plantas y los animales son una excelente fuente de inspiración para los materiales biomiméticos, es decir, que repliquen a los materiales biológicos, ya que estos pueden exhibir características y propiedades multifuncionales, tales como propiedades mecánicas multiescala, alta rigidez, dureza, resistencia al impacto y estructuras jerárquicas multifuncionales. Asimismo, destacó que los materiales naturales pueden exhibir propiedades mecánicas sobresalientes, que a menudo son superiores a las de sus componentes, esto como resultado de desarrollos evolutivos y optimización de su arquitectura, lo que deriva en materiales ligeros de alto rendimiento con una compleja estructura jerárquica multiescala, tal es el caso de las conchas marinas, la madera, el bambú, el hueso y los dientes.

El doctor Flores Johnson y el doctor J. Gonzalo Carrillo Baeza, quien es coautor del estudio, laboran en la Unidad de Materiales del CICY, donde se realizan estudios científicos y tecnológicos de materiales compuestos, nanomateriales, reciclado y procesamiento de materiales, materiales para medicina regenerativa y membranas poliméricas.

Cabe mencionar que, el Cocoyol o Coyol es una palmera tropical que se encuentra en la península de Yucatán en México y en zonas tropicales de América. En los últimos años, el fruto de esta palma ha sido ampliamente estudiado debido al gran potencial para la producción de biocombustible sólido, ya que tiene un alto contenido de celulosa y lignina.