Escamas de pirarucu inspiram escudos para naves espaciais

Redação do Site Inovação Tecnológica

Além da camada externa mineralizada, uma cerâmica extremamente dura, as escamas do pirarucu possuem uma malha de fibras moles, mas cuja disposição lhes dá uma dureza muito grande em todas as direções.[Imagem: Meyers et al./William Fink/Advanced Biomaterials]

Naves com escamas

Cientistas norte-americanos descobriram que as escamas do pirarucu servem como ponto de partida para a criação de escudos protetores hiper-resistentes.

Esses novos materiais são tão fortes que poderão ser utilizados não apenas para proteção pessoal e veicular, mas até mesmo para blindar espaçonaves contra o choque de micrometeoritos e lixos espaciais.

Como o material é basicamente uma cerâmica flexível, ele poderá encontrar outras aplicações, afirmam eles.

Essa bioinspiração surgiu quando Marc Meyers, da Universidade da Califórnia, visitou a Amazônia e verificou que o pirarucu consegue viver em lagos repletos de piranhas, sem ser incomodado.

Ele explica que os engenheiros estão procurando novas inspirações na natureza porque os materiais sintéticos e compósitos conhecidos parecem ter atingido seus limites em termos de resistência.

"Os materiais que a natureza tem à sua disposição não são muito fortes, mas a natureza os combina de formas engenhosas para produzir componentes e estruturas muito fortes," disse o pesquisador.

Piranha versus Pirarucu

Levando consigo escamas de pirarucu e dentes de piranha, ele construiu um aparato capaz de simular as fortíssimas mordidas das piranhas.

Os dentes das piranhas conseguem penetrar parcialmente as escamas individuais, mas se quebram antes que consigam atingir a tecido muscular por trás delas.

Definido o vencedor nesse enfrentamento digno dos filmes de ficção trash, muito comuns nas TVs por assinatura, os pesquisadores partiram para descobrir o que dá essa resistência especial às escamas do pirarucu - o grupo parece gostar do gênero, porque seu artigo científico intitula-se "Batalha no Amazonas: Pirarucu versus Piranha".

Segundo Meyers, a mistura de materiais é similar ao duríssimo esmalte dos dentes recobrindo a muito mais mole dentina.

Duas escamas de pirarucu, supersposta como ficam no peixe. [Imagem: Jacobs School of Engineering/University of California/San Diego]

Camadas de fibras

Mas a defesa do pirarucu dispõe de algo mais do que apenas uma escama dura: as escamas individuais se combinam em uma estrutura que aumenta a resistência do animal aos ataques das piranhas.

Além da cobertura mineralizada dura na superfície, cada escama possui por baixo uma estrutura de materiais muito mais moles, essencialmente fibras de colágeno, mas que, ao se empilhar em direções alternadas, atingem quase metade da dureza da cerâmica externa.

"Quando você empilha as fibras dessa forma, elas assumem diferentes orientações, o que lhes dá uma resistência homogênea em todas as direções," explica Meyers.

Mais do que isso: as fibras mais moles dão ao revestimento cerâmico duro acima delas uma espécie de flexibilidade, podendo se acomodar a uma tentativa de perfuração sem simplesmente trincar e quebrar.

Inspiração à disposição

A equipe de Meyers é especializada em biomimetismo, já tendo explorado os segredos de diversos tipos de materiais naturais, de conchas de moluscos ao bico dos tucanos.

Agora eles vão estudar escamas de outros peixes sul-americanos, além de garras de crocodilos.

Quanto à fabricação de novos materiais a partir dessas inspirações, eles afirmam que, dispondo do conhecimento sobre as estruturas dos materiais naturais, disponibilizados em seus artigos científicos, os engenheiros poderão usar esse conhecimento na construção dos materiais adequados a cada aplicação que tiverem em mente.

Bibliografia:
Battle in the Amazon: Arapaima versus Piranha
M. A. Meyers, Y. S. Lin, E. A. Olevsky, P.-Y. Chen
Advanced Biomaterials
Vol.: Article first published online
DOI: 10.1002/adem.201180027