Pele de cobra artificial é nova arma contra o atrito

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/03/2021

O material artificial (embaixo) reproduz com grande fidelidade a pele das cobras (em cima).
[Imagem: Pixabay]

Escamas contra a fricção

Pesquisadores desenvolveram uma técnica que permite fabricar peles artificiais com escamas, inspiradas nas peles das cobras.

O objetivo é lutar contra um dos maiores inimigos de todas as máquinas e motores: o atrito.

"O corpo de uma cobra é macio o suficiente para que ela possa se torcer em todos os tipos de formas. Ela também pode se mover muito rápido se necessário, em parte porque sua pele tem fricção tão baixa," explica o professor Yifu Ding, da Universidade do Colorado em Boulder, nos EUA.

Como fabricar escamas e montá-las uma por uma está fora de questão para qualquer aplicação prática, Ding e seus alunos desenvolveram uma técnica alternativa que eles batizaram de polimerização interfacial sólido-líquido (ou SLIP: Solid-Liquid Interfacial Polymerization).

O processo consiste em aplicar uma fina camada de material polimerizável sobre um substrato qualquer, como borracha ou materiais elásticos, chamados elastômeros. Essa camada endurece para formar uma estrutura muito parecida com as escamas de uma cobra, permitindo transformar uma superfície pegajosa em uma superfície fortemente escorregadia.

Esquema do processo de polimerização interfacial sólido-líquido.
[Imagem: Mengyuan Wang et al. - 10.1021/acsami.0c18316]

Pele de cobra artificial

As escamas das cobras são formadas por diversas camadas, começando por queratina, que é dura e quebradiça, e transicionando gradualmente para materiais cada vez mais macios e flexíveis.

Essa combinação de duro em cima e macio embaixo ajuda as cobras a manter o atrito baixo sem perder a flexibilidade. Era essa característica que a equipe queria imitar.

Eles fizeram isto misturando pequenas moléculas em uma película de líquido e, em seguida, usando luz para fazer com que essas moléculas saiam da suspensão, de forma parecida com ervilhas se depositando no fundo de uma tigela de sopa. Uma vez lá, esses blocos de construção se infiltram no polímero PDMS e formam uma camada híbrida muito parecida com a pele das cobras.

"Nada adere a ela. Você pode tocá-la e seu dedo escorregará," conta Ding.

O objetivo agora é desenvolver o processo para que seja possível aplicar a pele de cobra sobre as juntas de robôs e máquinas de pequeno porte, que não exijam muito esforço mecânico do material polimérico.

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