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Plantas dos pés adesivas

Desde as propriedades de repelência à água da flor de lótus até à elevada resistência da teia de aranha, passando pelas capacidades especiais de adaptação do camaleão, o mundo natural continua a ser uma fonte de inspiração privilegiada para os avanços nos materiais à escala nano. Agora cabe a vez aos lagartos tipo Gecko Leopardo, o qual é capaz de caminhar de cabeça para baixo em telhados de vidro, graças a conjuntos de pêlos especiais existentes nas plantas dos seus pés e cujo poder adesivo é capaz de suportar cerca de 400 vezes o seu próprio peso. Uma equipa de cientistas do Centre for Mesoscience and Nanotechnology da Universidade de Manchester, no Reino Unido, e do Institute for Microelectronics Technology, na Rússia, reproduziram estes pêlos com o objectivo de desenvolver uma fita adesiva auto-limpadora e re-aderente. O aspecto auto-limpador é importante, pois a fita adesiva comum torna-se inutilizável depois de ter sido colada em superfícies com pó ou areia. «O Gecko é capaz de correr em caminhos enlameados e imediatamente depois trepar por telhados de vidro», revela Andre Geim da Universidade de Manchester. «Mas tente usar uma fita adesiva numa calçada de cascalho ou areia e verificará que não poderá aderi-la posteriormente a nenhuma outra superfície. Além disso, as fitas adesivas possuem cola, a qual frequentemente parte e, por consequência, deixam de aderir. A fita Gecko é a primeira que não apresenta cola, o que significa que é re-adesiva». Os pêlos dos pés do Gecko apresentam diâmetros compreendidos entre 200 e 500 nanómetros. Com pêlos de tais dimensões, o lagarto pode explorar ambas as forças de van der Waals e de capilaridade para escalar superfícies, dependendo da natureza destas últimas. Cada pêlo produz uma força aproximadamente igual a 10-7 Newtons, mas, dado o seu elevado número, esta mesma força pode atingir os 10 Newtons por centímetro quadrado. Embora os pêlos dos pés do Gecko sejam de queratina, para produzir a sua fita tipo Gecko os cientistas prepararam fibras flexíveis de poliamida numa película também de poliamida com 5 microns de espessura, utilizando a litografia por feixe de electrões e uma corrosão a seco em plasma de oxigénio. As fibras produzidas apresentam um comprimento de 2 microns, um diâmetro de cerca de 500 nanómetros, uma periodicidade de 1,6 microns e um poder de cobertura de aproximadamente um centímetro quadrado. Inicialmente, a equipa utilizou uma folha de silicone como substrato para a película de poliamida, mas rapidamente descobriu que o poder de adesão da fita aumentava praticamente 1.000 vezes se utilizasse como substrato a fita cola. Um centímetro quadrado do protótipo é capaz de suportar até 3 quilogramas, isto é, cerca de um terço do peso que a mesma área do Gecko pode comportar. Ao contrário dos pés do Gecko, a fita começa a perder o seu poder adesivo após cerca de cinco aplicações. Esta deficiência deve-se ao carácter hidrófilo da poliamida, pois após repetidas aplicações alguns dos pêlos da fita ficam encharcados, enfeixam-se uns nos outros e depois acumulam-se na sua base. Isto verifica-se mesmo quando a própria fita está colada em superfícies secas ao toque, pois transportam uma capa de água de dois a três átomos de espessura. Usando material de carácter hidrófilo, os cientistas afastaram-se do modelo do Gecko. Com efeito, os seus pêlos são à base de queratina, uma proteína hidrófoba que, portanto, repele a água. Não obstante, os materiais hidrófobos, como o silicone e o poliéster, são mais difíceis de moldar em estruturas pilosas. Porém, as substâncias repelentes à agua serão absolutamente indispensáveis para produzir uma fita do tipo Gecko durável. Devido aos elevados custos envolvidos na produção de algo suficientemente grande para suster um ser humano, os cientistas limitaram-se a testes com um brinquedo em forma de homem aranha de 15 cm de comprimento e 40 gramas de peso, o qual pode ser facilmente colado ao vidro. Com efeito, a fita, com um área de contacto de cerca de 0,5 centímetros quadrados, pode suster um peso superior a 100 gramas.