23 de mai de 2014

Pele de tubarão é coberta de dentes

Os tubarões geralmente são lembrados por seus dentes super afiados que podem desde destruir botes infláveis a matar seres humanos. Sua ameaça é tão grande e tão temida que uma empresa australiana até desenvolveu roupas especiais para proteger surfistas e mergulhadores de possíveis ataques. Mas se você acha que os dentes da boca são os únicos que os tubarões têm, está muito enganado.

Os tubarões têm outros milhares de dentes que ficam em um lugar um tanto inusitado: sua pele.

Isso mesmo. A pele dos tubarões não são nada parecidas com a pele dos outros peixes. Ao invés das tradicionais escamas, ela é feita de diamante em forma de microscópicas escamas com arestas, chamadas “dentículos”. Os cientistas desconfiam que esses “dentículos” compartilham da mesma origem evolutiva dos dentes que conhecemos, justamente pelo fato de terem mais características em comum com dentes do que com as escamas.


  • Semelhanças

Assim como os dentes “normais”, os dentículos consistem em uma cavidade central feita de celulose rodeada por esmalte. Isso faz com que a superfície seja flexível, mas irregular, tornando impossível a penetração e até fixação de cracas e outros micro-organismos.

Outra consequência de ter uma pele cheia de dentes é que a disposição desses milhares e microscópicos dentinhos também torna o nado mais estável e reduz o atrito com a água, fazendo com que os tubarões sejam mais ágeis.

  • Ajuda 3D

Para entender melhor a pele dos tubarões, Li Wen, James C. Weaver e George V. Lauder, pesquisadores da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, recriaram a pele de um tubarão utilizando uma impressora 3D. Mas como eles fizeram isso? Segundo o Journal of Experimental Biology, tudo começou quando Lauder encontrou uma tubarão em uma peixaria qualquer e conseguiu, assim, uma pequena amostra de pele para fazer a digitalização e obter uma visão de alta resolução de sua superfície.

Em seguida, ele e Wen ampliaram a imagem de um dentículo usado como amostra para construir um modelo detalhado da estrutura antes de a reproduzir milhares de vezes em um modelo de pele computadorizado. Depois disso, o desafio da equipe foi encontrar uma maneira de construir de fato o modelo.

“Depois de considerar uma série de abordagens, decidimos que a única maneira de incorporar dentículos duros em um substrato flexível era a impressora 3D”, afirmou Lauder. O único detalhe foi que isso provou ser mais fácil de dizer do que de fazer. ”Nós tivemos que descobrir como imprimir os dentes microscópicos em vários materiais, já que os dentículos são incorporados na membrana e se sobrepõem – o que representou um desafio-chave”, lembra Lauder.

Só depois de 12 meses que eles viram o resultado final. A equipe de Harvard passou um ano testando materiais diferentes, protocolos de impressão e medindo o espaçamento entre os dentículos, até que finalmente uma amostra convincente foi produzida. E, para Lauder, essa é uma de suas imagens de pesquisa preferidas:

O grupo de Lauder, então, submeteu essa pele de tubarão impressa com tecnologia de 3D a uma série de testes em água. Eles descobriram que ela é capaz de reduzir o atrito com a água em 8,7% quando o tubarão está se movendo lentamente. Mas. em correntes mais rápidas, os dentículos na verdade aumentam o atrito em 15%.

Isso pode parecer surpreendente à primeira vista, mas os tubarões não nadam em linha reta. Eles se contorcem. E assim que os pesquisadores começaram a contorcer a pele artificial, tiveram resultados mais próximos da realidade, mostrando que a natação volta a ser mais eficiente: a velocidade do nado aumentou 6,6% e o gasto energético foi reduzido em 5,9%.

Isso significa que os dentículos não são os únicos responsáveis pela enorme eficiência do nado dos tubarões. Eles são bons nadadores, afinal, porque combinam a característica da pele áspera com a movimentação de seus corpos, que ondulam através da água.

Essa foi a primeira pesquisa em que os cientistas conseguiram encontrar uma maneira de combinar as duas características mais importantes da pele do tubarão em um dispositivo artificial: dentículos rígidos e um substrato flexível. Agora que eles podem fabricar uma pele, novas oportunidades de pesquisa se abrem para explorar como os diferentes padrões de dentículos podem dar a diferentes espécies de tubarões uma característica, e talvez até vantagem, única.

Os resultados desta linha de pesquisa também poderia abrir novas fronteiras para a robótica hidrodinâmica, e levar a inovação na concepção de roupas de natação cada vez mais eficientes.



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