Dentes de lapa são confirmados como o material mais forte da natureza, superando a seda de aranha (2015)
(smithsonianmag.com)- Pesquisadores do Reino Unido testaram os dentes de caramujos marinhos do grupo das lapas e mediram uma resistência à tração em média cerca de 5 vezes maior que a da maioria das sedas de aranha, tornando-os o material natural mais forte já medido
- Os dentes têm uma estrutura composta em que a matriz de proteína envolve nanofibras de goethita, um cristal que contém ferro
- O limite superior dessa resistência é bem maior que o do Kevlar e semelhante ao da fibra de carbono de mais alta qualidade, embora fique abaixo dos materiais artificiais mais fortes, como o grafeno
- A lapa se fixa às rochas com uma força de 75 libras por polegada quadrada usando seu pé musculoso e secreções, e se alimenta raspando a rocha com os dentes inseridos na rádula (radula)
- O critério de comparação aqui é a resistência à tração, isto é, a capacidade de não se romper quando puxado, e deve ser distinguido da resistência à compressão ou da dureza, que mede a resistência a riscos e cortes
Estrutura e resistência dos dentes de lapa
- A lapa é um caramujo marinho que vive firmemente preso a rochas atingidas pelas ondas e consegue aderir com uma força de 75 libras por polegada quadrada usando o “pé” musculoso de molusco e secreções químicas
- Ao se alimentar, ela raspa a rocha com a rádula (radula), uma língua coberta por vários dentes
- Nos experimentos, o material desses dentes apresentou resistência à tração em média cerca de 5 vezes maior que a da maioria das sedas de aranha
- Os pesquisadores compararam essa resistência à capacidade de um único fio de espaguete sustentar cerca de 3.300 saquinhos de açúcar de 1 libra cada
- Também foi dito que o material suportaria pressões capazes de transformar carbono em diamante, mas a nota do editor esclarece separadamente que o critério de comparação no texto é a resistência à tração
- Os dentes têm uma estrutura em que nanofibras de goethita contendo ferro são envolvidas por uma matriz de proteína
- O limite superior dentro da faixa medida supera com folga o Kevlar e se aproxima da fibra de carbono de mais alta qualidade
- Ainda assim, é inferior aos materiais artificiais mais fortes, incluindo o grafeno
- Os resultados foram publicados no Journal of the Royal Society Interface
Diferentes propriedades dos materiais e aplicações em engenharia
- Em comparações amplas de materiais fortes na Terra, existem nanomateriais artificiais mais fortes que o diamante, e também há dois materiais raros na natureza que suportam tensões maiores que as do diamante
- wurtzite boron nitrate tem arranjo atômico semelhante ao do diamante e é composto de boro e nitrogênio
- lonsdaleite é feito de carbono, mas tem estrutura hexagonal em vez da estrutura cúbica do diamante, e pode se formar quando meteoritos contendo grafite colidem com a Terra
- A lonsdaleite pode suportar 58% mais tensão que o diamante
- Porém, a comparação com wurtzite boron nitrate não trata de resistência à tração, e sim de dureza, isto é, resistência a riscos ou cortes, portanto não deve ser interpretada como um ranking no mesmo critério dos dentes de lapa
- Materiais que sejam duros, fortes e flexíveis ao mesmo tempo são úteis para o desenvolvimento de materiais, estruturas e máquinas de próxima geração, e a estrutura composta dos dentes de lapa é alvo de pesquisa para novos materiais biomiméticos
1 comentários
Comentários do Hacker News
Se você quiser ver fotos, este artigo tem um bom material: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ece3.10332
Quando você coloca o dedo na frente de uma lesma, ela tenta roê-lo, e agora finalmente entendi de onde vem aquela sensação áspera, como uma lixa
Em vez da comparação “é como um fio de espaguete levantar 3.300 saquinhos de açúcar de 1 libra”, teria sido muito mais claro dizer um carro de passeio médio
Era uma forma de representar 1.500 kg com um objeto familiar ao público britânico, mas a Smithsonian, ao converter as unidades, acabou trocando isso por saquinhos de açúcar de 1 libra, que são ainda menos familiares ao público americano. Nos EUA, quase ninguém vê saquinhos de açúcar de 1 libra, enquanto no Reino Unido embalagens de 500 g, embora um pouco pequenas, são bem comuns
https://www.bbc.com/news/science-environment-31500883
https://www.sainsburys.co.uk/gol-ui/product/sainsburys-white...
Não se sabe se a referência é por peso ou volume, nem se ele está cozido e flexível ou seco e quebradiço. Espaguete também não é algo cuja resistência à tração as pessoas conheçam intuitivamente para o seu tamanho, então fica difícil entender o que essa comparação quer fazer visualizar
Em vez de transmitir peso por número de embalagens, como em “3.300 saquinhos de açúcar de 1 libra”, é melhor dizer um carro de passeio moderno
Foi em The Sound of a Wild Snail Eating, de Elisabeth Tova Bailey, que ouvi falar pela primeira vez dos dentes dos caracóis
É uma não ficção curta e bonita sobre uma mulher que, após uma infecção rara que afetou seu sistema nervoso, passou anos praticamente confinada à cama; um amigo trouxe um caracol da floresta e o deixou ao lado de sua cama, e ela passou a observá-lo e a estudar profundamente os moluscos com livros da biblioteca pública. Depois de ler para meu filho, nós até nos deitamos num campo para ouvir uma lesma mastigando plantas, fazendo “nhac nhac nhac”
Se você observar caracóis em um aquário, eles parecem estar quase o tempo todo roendo alguma coisa. Eu sempre me perguntei como aqueles dentinhos conseguiam se manter intactos sem parar, e a resposta era a estrutura dos dentes e a forma como se regeneram
Eu queria ver fotos dos dentes dos caracóis
O artigo científico original está no link abaixo, e os links no corpo da matéria estão quebrados
https://royalsocietypublishing.org/rsif/article/12/105/20141...
Este estudo é um artigo de 2015, e em 2017 foi acrescentada uma correção útil sobre a diferença entre resistência à compressão e resistência à tração