Besouro do deserto: uma ajuda para o planeta que está secando

Universidade Nicolau Copérnico em Torun

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Crédito: NCU/Anna Jaszczuk

Um número de cientistas cujo trabalho é inspirado pelo comportamento natural está em constante crescimento. A flor de lótus, com sua capacidade de autolimpeza, é comumente descrita na literatura e pode ser o melhor exemplo da tendência. Os pesquisadores começaram a se perguntar por que a flor se comporta dessa maneira e decidiram estudar sua estrutura com o uso de microscópios. Assim, eles puderam concluir que a estrutura é altamente hidrofóbica, ou seja, mantém gotas de água na superfície. A água então coleta partículas de poeira e, ao fluir para baixo, remove-as ao fluir para baixo. Isso significa que as forças de adesão, responsáveis ​​pelo acúmulo de água na flor, são fracas, mas ao mesmo tempo a sujeira adere facilmente às gotículas, o que resulta na autolimpeza. Devido à observação, foram desenvolvidas superfícies autolimpantes, como superfícies pintadas, telhas ou têxteis.

As pétalas de rosa, no entanto, apresentam uma estrutura diferente. Uma gota de água, caindo sobre uma pétala cuja superfície é hidrofóbica, adere e não escorre. O efeito pétala está relacionado com o desenvolvimento de uma superfície hidrofóbica caracterizada por alta adesão.

As rãs capazes de andar nos tetos constituem outro caso interessante. Aqui surge a pergunta: por que não cairá do teto cuja superfície é áspera? Os cientistas decidiram examinar a estrutura do dedo do sapo e reproduzi-la. Agora, uma solução semelhante é aplicada em envelopes autoadesivos. A cola é protegida com uma tira de papel que pode ser retirada com facilidade. Ainda assim, quando a cola entrar em contato com algum outro tipo de papel, e o envelope estiver fechado, ele não será aberto sem corte.

A natureza criou sistemas ainda mais complexos. Para exemplificar, a estrutura da armadura do besouro do deserto revela um caráter dual, pois é hidrofílico e hidrofóbico e, portanto, há áreas absorvendo e repelindo a água da superfície. Devido a esse fenômeno, os besouros sobrevivem em um ambiente tão hostil como o deserto; nada gruda em suas armaduras, principalmente a areia molhada, e a água é coletada nas áreas hidrofóbicas que lhes permite beber e existir.

- Ao assistir a um canal, vi um programa em que era apresentado um besouro em pé sobre as patas e pegando o orvalho da manhã. O inseto obtém água da névoa, diz o Dr. hab. Joanna Kujawa Prof. NCU da Faculdade de Química. - Como as partes restantes da superfície da armadura são cobertas com cera, a água flui para baixo e o besouro é capaz de bebê-la e sobreviver em um clima tão severo.

Os pesquisadores começaram a se perguntar como transferir a solução da natureza para o laboratório porque esse fenômeno é empregado no processo de destilação por membrana. - Neste caso, as enzimas são absorvidas pela membrana por absorção, ou seja, alguma adesão superficial, não por ligação química - explica o Prof. Dr. hab. Wojciech Kujawski da Faculdade de Química, NCU. - Se for absorção física, a dessorção pode ocorrer facilmente, pois as forças atuantes são fracas.

Trata-se de membranas de reforço que, devido às ligações químicas, são mais duráveis. As membranas se degradam com o tempo, mas isso ocorre mais lentamente do que no caso das desenvolvidas por aplicação de outra camada. O uso de quitosana acabou sendo uma boa solução, pois o material é abundante e facilmente disponível na Terra. A quitina, que pode ser facilmente transformada em quitosana, ocorre naturalmente em conchas, por exemplo, cascas de camarão. Há montes de conchas de frutos do mar e não faço ideia do que fazer com elas. Os cientistas de Toru? afirmam que a estrutura da armadura do besouro pode ser imitada e a quitosana armazenada pode ser reutilizada, o que é uma atitude complexa em relação ao tópico. Isso também está de acordo com a tendência de desperdício zero.

Devido à quitosana, a água fluirá ainda mais facilmente, funcionando como cera na armadura do besouro. Os químicos decidiram anexar a quitosana na região hidrofílica.