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DIVULGAÇÃO

A Nanotecnologia imita a natureza : gecos (parentes das lagartixas) inspiram a concepção de superadesivos.


Cientistas da empresa BAE Systems - baseados em seu Advanced Technology Centre, em Filton, Bristol (Reino Unido) -, prosseguem suas pesquisas buscando imitar as extraordinárias propriedades de adesão das patas do geco.

Foi desenvolvida na empresa uma superfície artificial, batizada com o nome "Synthetic Gecko", a qual apresenta forte capacidade de adesão: sem cola nem pressão aplicada.





Ilustração de um geco, de procedência indiana.

Créditos: GeckoTemple.


O geco é encontrado em países quentes ou temperados e em ambientes áridos. Já antes do Século IV a.C., Aristóteles observara a capacidade dos gecos de subir e descer ao longo de uma árvore em todos os sentidos e, inclusive, de cabeça para baixo. Em 2002, cientistas americanos demonstraram que as propriedades de adesão de certos gecos podem ser explicadas por um mecanismo empregando forças de atração de van der Waals, mais que repousando sobre uma polaridade de superfície elevada implica a adesão capilar. A ligação de van der Waals, também chamada ligação molecular, é bastante fraca e se produz entre os momentos dipolares de átomos ou de moléculas. De fato, os dedos das patas do geco são terminados por milhões de pelos compostos de queratina, cujo diâmetro na base é de algumas dezenas de mícrons.

Em sua extremidade, os próprios pelos se cindem em pelos ainda mais finos, de algumas centenas de nanômetros de diâmetro, que terminam por uma estrutura em espátula. Tais espátulas se conformam na superfície em nível molecular, o que tem por efeito maximizar as forças de van der Waals.

As notáveis propriedades de adesão dos gecos estudados pelos cientistas resultam, pois, do tamanho e da forma das extremidades desses pelos e não da química de superfície.




Patas de diferentes tipos de geco cuja estrutura tem servido como inspiração para a construção de superadesivos.

Créditos: Lewis & Clark College, Portland (EUA).


Já em 2003, cientistas da Universidade de Manchester (Reino Unido), em colaboração com pesquisadores russos, criaram um adesivo imitando a pata do geco. Para isso, fabricaram pelos em poliimida, por litografia por feixe de elétrons e ataque em um plasma de oxigênio. Todavia, esse método de fabricação mostrou-se oneroso e difícil de ser realizado para grandes superfícies. Por outro lado, os cientistas de Manchester notaram que as propriedades de adesão se alteram depois de vários ciclos colagem-descolagem, provavelmente em função de pelos ou camadas quebradas.

Os pesquisadores da BAE Systems sintetizaram os filmes à base de poliimida em suas salas limpas. As hastes de poliimida apresentam extremidades dilatadas e fazem lembrar fortemente as cabeças em espátula (ou em "champignon") dos pelos dos gecos. A equipe da BAE Systems utilizou uma técnica fundada sobre litografia que consiste em gravar motivos em três dimensões utilizando a luz. Segundo os cientistas britânicos, não se trata de uma modificação dos métodos padrão de fabricação em eletrônica. Essa técnica é de baixo custo e susceptível de ser estendida a superfícies bastante grandes.

Até o presente, a equipe da BAE Systems sintetizou vários materiais diferentes, jogando com o tamanho dos "champignons", a fim de otimizar as propriedades de adesão. Ela também produziu várias amostras atingindo até 100 nanômetros de diâmetro e que colam em quase todas as superfícies, e mesmo naquelas sujas.




Geco (do inglês, Gecko) Sintético.

Créditos: BBC.



Não obstante suas excelentes performances (1 metro quadrado deverá ser suficiente para colar um elefante no teto!), esse material ainda não se iguala às patas do geco. De fato, o geco pode se grudar e se desgrudar de uma superfície mais de 15 vezes por segundo; o modo como controla sua adesão resta ainda a ser entendido e reproduzido.

A equipe britânica vai agora se voltar para a melhor compreensão da influência da água e da rugosidade da superfície sobre as propriedades de adesão de seu material, a fim de assegurar que ele possa ser utilizado para uma extensa gama de rugosidade. Um certo número de aplicações já foi identificado, indo de peças de reparação para estruturas furadas (por exemplo, reservatórios de combustível ou revestimentos de aviões) aos painéis de acesso sem fixação ou mesmo a fixação rápida de painéis de blindagem.

Ao mesmo tempo, pesquisadores americanos, especialmente da Universidade de Berkeley, pertencentes à equipe que explicou o mecanismo de adesão, sintetizaram uma nova rede de microfibras de polipropileno, apresentando uma fricção elevada, mas sem adesão. Os resultados destes últimos foram publicados recentemente na revista Physical Review Letters.

BBC (http://news.bbc.co.uk), consultado em 02 de setembro de 2006 (Tradução - MIA).


Nota do Managing Editor: o trabalho da equipe de Berkeley, denominado "High Friction from a Stiff Polymer using Micro-Fiber Arrays", pode ser encontrado na Physical Review Letters, volume 97, no. 076103, de August 18, 2006. As ilustrações que figuram nesta matéria não fazem parte do texto original e foram obtidas em www.google.com.

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