2007-07-23

Subject: 'Cola' das osgas tira partido do poder dos mexilhões

 

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'Cola' das osgas tira partido do poder dos mexilhões

 

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A espantosa capacidade adesiva das osgas e dos mexilhões foi combinada para criar um material super-adesivo.

Ao contrário de outros adesivos inspirados neste pequeno réptil, o "geckel" consegue aderir tanto a superfícies secas como molhadas, revelou a equipa que desenvolveu o material.

O seu poder de aderir resulta de estar coberto de silicone fibroso, semelhantes em estrutura à pata de uma osga (gecko, como também é conhecido este réptil em inglês), com um polímero que imita a 'cola' usada pelos mexilhões.

Escrevendo na última edição da revista Nature, os investigadores dizem que o novo material pode ter aplicações médicas.

"Prevejo que as fitas adesivas feitas com geckel possam ser usadas para substituir as suturas para fechar ferimentos e podem igualmente ser úteis como adesivo resistente à água para ligaduras e adesivos que fornecem substâncias através da pele (hormonas ou substitutos de nicotina, por exemplo)", diz Phillip Messersmith, da Universidade Northwestern em Evanston, perto de Chicago. "Esse tipo de ligadura permaneceria firmemente presa à pele durante o banho mas seria fácil de remover depois da ferida sarada."

Outras equipas de investigação alegam que já tinham anteriormente produzido um material inspirado nas osgas que funciona debaixo de água.

As osgas têm uma incrível capacidade de aderir a superfícies e alguns estudos sugerem que estes répteis conseguem aguentar centenas de vezes o seu próprio peso corporal em suspensão.

Em 2000, uma equipa da Universidade da Califórnia demonstrou que a adesão era devida a forças intermoleculares muito fracas produzidas por milhões de estruturas semelhantes a pelos, conhecidas por cerdas, em cada pata da osga.

Estas forças, as forças de van der Waals, surgem quando cargas eléctricas desequilibradas entre moléculas vizinhas se atraem. 

A força atractiva cumulativa de biliões de cerdas permite às osgas subir pelas paredes e mesmo ficar de cabeça para baixo em superfícies tão lisas como o vidro polido.

A fixação da pata deste réptil só se liberta quando descola a pata da superfície. O novo material geckel explora esta capacidade mas também o combina como o poder aderente dos mexilhões.

Consiste numa base de cerdas de silicone densamente aplicadas e cobertas com um polímero que imita os aminoácidos que se encontram na cola dos mexilhões.

"Estava a ler um artigo de investigação acerca da perda de adesão nas osgas quando estas ficam debaixo de água e atingiu-me: talvez pudéssemos aplicar o que sabemos acerca dos mexilhões para tornar as osgas continuarem a aderir mesmo debaixo de água", explica Messersmith.

 

Testes revelaram que o material pode ser colado e descolado mais de mil vezes, mesmo quando usado debaixo de água. Os investigadores dizem que outros materiais apenas demonstraram ter "alguns ciclos de contacto". A remoção da cobertura de polímero reduz drasticamente a eficiência deste material.

Criar um adesivo barato e produzido em massa que emita o poder de aderência das osgas de sangue frio tem sido objectivo dos cientistas desde há muito.

Em 2003, uma equipa da Universidade de Manchester produziu pequenas quantidades de uma fita adesiva osga. Foi produzida usando litografia por raio de electrões, um processo em que um feixe de electrões desenha padrões numa superfície.

A mesma técnica é usada para fabricar o geckel mas é cara e difícil de passar à produção em massa. Por exemplo, os pedaços de geckel usados nas últimas experiências tinham apenas 60 nanómetros de diâmetro.

"Demonstrámos o conceito", diz Messersmith. "O desafio será passar a tecnologia para outra escala e ainda manter o comportamento adesivo do geckel."

Mas no ano passado, os investigadores da firma aerospacial e de defesa BAE Systems criaram expectativas relativamente à produção em massa quando revelaram fitas com um centímetro de comprimento de um plástico, baptizado osga sintética.

Usando uma técnica conhecida como foto-litografia, comum na industria do silicone, eles conseguiram passar a produção para outra escala. "Temos agora pedaços grandes", diz Sajad Haq, investigador do Centro de Tecnologia Avançada da companhia em Bristol.

Não não revelou o tamanho exacto das folhas obtidas porque a companhia está em fase de patentear o material.

Ele também revelou que tinham optimizado o design do material do tipo nylon, que é coberto por milhões de pelos em forma de cogumelo. "Temos agora o material a funcionar tanto em superfícies rugosas como molhadas, logo também funciona debaixo de água."

Tal como o geckel, a osga sintética também pode ser reutilizada vezes sem conta. Uma vez patenteada, a firma tenciona usar o material numa vasta gama de aplicações, desde reparação de tanques, aviões e submarinos a robots rastejantes. 

 

 

Saber mais:

Northwestern University

BAE Systems

Cientistas revelam como as rãs se agarram

 

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