Adesivo desligável poderá permitir andar pelas paredes

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/02/2010

A tensão superficial da parte exposta das gotas de água, que se projetam ligeiramente acima da superfície da placa porosa, é suficiente para que o dispositivo grude em outra superfície.
[Imagem: Steen/Vogel]

Será possível que um dia os humanos andem pelas paredes, como as lagartixas ou o Homem-Aranha?

Um novo aparelho, cujo efeito adesivo pode ser ligado e desligado, acaba de ser construído por engenheiros da Universidade de Cornell, nos Estados Unidos. Ele ainda não é capaz de suportar uma pessoa, mas pode ser uma esperança para quem sonha em trocar a lâmpada sem precisar de uma escada.

Bioinspiração

Segundo os pesquisadores, o mecanismo de adesão rápida e desligável - que funciona com base na tensão superficial da água - poderá levar a aplicações como sapatos ou luvas que grudem e se soltem das paredes ao comando do usuário, ou a adesivos do tipo Post-It capazes de suportar pesos.

O projeto do aparelho de adesão foi inspirado em um besouro endêmico no estado norte-americano da Flórida, que gruda nas folhas com uma força capaz de sustentar 100 vezes o seu próprio peso. E é capaz de soltar-se instantaneamente.

Tensão bem superficial

O dispositivo consiste de uma placa circular plana na qual são feitos furos perfeitamente espaçados, cada um com alguns micrômetros de diâmetro. Embaixo dessa placa é colada uma camada de material poroso. Por fim, na base, vai um reservatório de água.

Um campo elétrico aplicado por uma bateria comum de 9 volts, do tipo usado em brinquedos de controle remoto, bombeia a água através do dispositivo, fazendo com que a água se comprima contra a camada superficial - sem fazê-la jorrar, com uma força suficiente apenas para que formem-se saliências de água nos pequenos furos.

A tensão superficial da parte exposta das gotas de água, que se projetam ligeiramente acima da superfície da placa porosa, é suficiente para que o dispositivo grude em outra superfície - o fenômeno é o mesmo que ocorre se você juntar duas placas de vidro molhadas.

Força de adesão

Uma placa com 25 centímetros quadrados seria teoricamente capaz de suportar um homem de 70 quilogramas.
[Imagem: Steen/Vogel]

"Na nossa experiência diária, essas forças são relativamente fracas," diz o professor Paul Steen, um dos idealizadores do invento. "Mas se você construir vários [desses buracos com água] e puder controlá-los, como o besouro faz, você pode obter forças de adesão muito fortes."

Por exemplo, um dos protótipos, contendo cerca de 1.000 furos, com 300 micrômetros cada um, pode suportar 30 gramas - algo como 70 clipes de papel.

Os experimentos demonstram que, quando os buracos ficam mais estreitos, e mais deles são feitos na superfície, a força de adesão se torna mais forte.

Com isto, os cientistas estimam que um dispositivo com 1 centímetro quadrado, dotado de furos com 1 micrômetro de diâmetro cada um, poderá suportar 2,7 quilogramas.

Forças simultâneas

Para desligar a adesão, basta inverter o campo elétrico, fazendo a água fluir de voltar para o reservatório. Quando as gotas salientes desaparecem de volta no interior dos furos, quebram-se as minúsculas "pontes" criadas entre cada uma das gotas e a superfície onde o dispositivo permanecia grudado, e ele se solta.

Os planos agora são de construir protótipos em escala maior e aperfeiçoar o mecanismo de bombeamento - com um maior controle sobre a altura das gotas que se projetam a partir da superfície da placa perfurada será possível obter forças de adesão ainda maiores.

Os pesquisadores planejam também recobrir as gotas com membranas muito finas - finas o suficiente para serem flexionadas pela força do bombeamento, mas grossas o bastante para eliminar o efeito de se molhar a superfície onde o dispositivo adere.

Segundo eles, o líquido encapsulado também poderá exercer forças simultâneas, como se fossem minúsculas punções, uma espécie de furador retrátil.

Robôs

Extrapolando os cálculos dos cientistas, é fácil ver que uma placa com 25 centímetros quadrados seria teoricamente capaz de suportar um homem de 70 quilogramas - desde que a superfície onde ele quisesse aderir fosse lisa como o vidro.

Mas esta certamente não será a única dificuldade, uma vez que os problemas surgem quando se tenta ampliar a escala de qualquer dispositivo. Os candidatos a Homem-Aranha talvez tenham que esperar um pouco mais.

Contudo, a força alcançada já é mais do que suficiente para sustentar pequenos robôs escaladores. O próximo passo da pesquisa, isolando as gotas de água com uma membrana, pode ser o passo que falta para que robôs-aranha ou robôs- lagartixa tornem-se viáveis.

Mais tópicos