¿Cómo un ser vivo podría producir aerogel "bio"?

Los aerogeles generalmente se fabrican eliminando el agua de un gel, dejando una matriz porosa que alguna vez estuvo presente en el gel.

El parecido más cercano a un aerogel en una criatura viva que se me ocurre es el corcho. El corcho es la corteza de algunos árboles, que han desarrollado este tipo de corteza para, adivina qué, protegerse del fuego.

El principal obstáculo al que te enfrentarás es que, tanto para el corcho como para las esponjas, el tamaño de los "agujeros" que puedes dejar en la matriz está dictado por el tamaño de la célula/organismo que lo produce. Para ir más pequeño que eso, necesitarías algún truco.

Uno de estos trucos sería hacer que la célula ensamble una estructura proteica interna, no soluble en agua, y luego muera. La estructura, que queda después de la celda, se sumaría a las de los vecinos y produciría la finísima estructura de un aerogel.

En primer lugar, qué es un aerogel.

Un gel es principalmente líquido con algunos sólidos unidos diluidos que lo mantienen unido. La biología produce muchos geles (mucosidad, humor vítreo del ojo, cartílagos, tendones y coágulos de sangre), así que no hay problema.

aerogeles lo que sucede cuando el líquido en un gel se elimina de tal manera que el sólido reticulado difuso queda atrás. Esta es la parte difícil. El secado normal no funcionará ya que la evaporación ocurre en los bordes de un gel, lo que produce un flujo de líquido que destruye la delicada unión de los sólidos y hace que se encojan y se desmoronen. Para obtener aerogel se necesita que el líquido deje el gel en forma de gas por todo el gel simultáneamente para no dañar la matriz sólida restante. Por lo general, esto implica cambiar con precisión la presión y la temperatura de los materiales para alcanzar el punto supercrítico, donde no hay distinción entre un líquido y un gas y, por lo tanto, no hay límite de evaporación entre líquido y gas. Luego reemplace el aglutinante de líquido/gas con otro gas y baje la presión. Estas reacciones tienden a ocurrir a presiones bastante altas,

Pero espera, ¡dijiste un DRAGÓN! La biología normal probablemente no producirá las presiones necesarias, ¡pero el fuego sí puede! Si el método de ignición del fuego de su dragón es interno, probablemente podría producir una región de alta presión en esa glándula/orificio/vejiga/lo que sea. Y probablemente estaría cubierto con un gel mucoso. En teoría, podría (dada una química específica del moco) producir una fina capa de aerogel a partir del moco utilizando la temperatura y la presión de la llama. Si esta capa de aerogel se retuviera y acumulara con el tiempo, podría ser comparable a un tipo de tejido cicatricial resistente al fuego muy sólido que se acumula a partir de la respiración repetida de fuego.

Este tipo de acumulación de aerogel significaría que los dragones jóvenes serían menos capaces de escupir fuego sin lesionarse, pero los dragones mayores habrían desarrollado un buen revestimiento de aerogel que les permitiría quemarse con impunidad.

Voy a optar por la extrusión directa . Básicamente, desea imprimir en 3D todo el aerogel utilizando canales de proteínas especializados en la membrana celular como extrusoras. Se evita que el gel se colapse debido a su carga eléctrica, que repele las hebras externas del gel de la capa externa de la membrana celular con carga equivalente. La capa interna tiene carga opuesta, pero la celda paga el costo de la energía, en el canal, para separar estas cargas.

Las células que secretan aerogel se unen en un espacio muy seco, pero tienen membranas lipídicas bien mantenidas. En esas membranas hay canales a través de los cuales se pueden mover las fibras. Las fibras se ensamblan en el citosol y son lo más duraderas posible. Por lo general, el aerogel simplemente se mueve hacia afuera mediante motores similares a la miosina al mismo ritmo que se produce. Sin embargo, el aerogel debe reticularse, por lo que de vez en cuando la célula comienza a extruir un lote de nuevas fibras a través de canales previamente sin explotar. Cada uno de estos canales comienza unido a un canal existente, y las fibras se entrecruzan sólidamente en una unión de tres vías para comenzar. Pero luego los canales se separan, permaneciendo dentro de la membrana, y el citoesqueleto mueve las mitades. Después de un corto tiempo, se encuentran con otro canal y empalman sus fibras,