Não é todo dia que umas férias de mergulho abrem caminho para uma possível inovação tecnológica, muito menos uma que envolva cera de ouvido. No entanto, isso é exatamente o que aconteceu com Alexis Noel.
A candidata a PhD no Georgia Institute of Technology descreveu sua viagem de mergulho, a subsequente orelha entupida de água do namorado e o culpado - cera de ouvido - que manteve a água presa atrás de seu tímpano ao professor David Hu. Em nenhum momento, os dois estavam envolvidos em discussões detalhadas sobre a substância pegajosa.
Então ele bateu: O que mais pode ser aprendido de cera de ouvido?
Intrigado, Noel explica que o material ceroso é continuamente “tensionado e moldado” em várias formas devido aos movimentos da mandíbula que forçam o canal auditivo a balançar entre formas ovais e redondas. Essas alterações acabam fraturando a cera do ouvido, eventualmente fazendo com que ela caia do ouvido (embora em minúsculos pedaços dificilmente visíveis).
Quando se trata da capacidade da cera de filtrar partículas de poeira, ela diz que está filtrando poeira bem antes de sair da orelha. Este processo começa quando a cera cobre os pêlos da orelha e cria uma estrutura semelhante à da teia. Essa estrutura, explica ela, é “muito provável” encontrada dentro das orelhas de todos os mamíferos e desempenha um papel na coleta de poeira.
"Como o ar circula dentro e fora da orelha, partículas de poeira são agarradas pelo fluido pegajoso", diz Noel. A cera de ouvido eventualmente fica saturada com poeira, fazendo com que ela frature e caia da orelha.
As pessoas normalmente reservam cera de ouvido para cotonetes. Mas Noel imaginou se haveria algum uso prático fora do canal auditivo.
“Estou prevendo a filtragem de ar em casa”, diz Noel sobre uma possível aplicação, referindo-se a unidades de CA e filtros de ar portáteis. "Um filtro semelhante a cera pode durar mais do que os tradicionais em malha."
Ela e seu então pesquisador Zac Zachow começaram a examinar as propriedades fluidas de cera de porco, cachorro, ovelha e coelho. Estudar cera de ouvido animal, em vez de humana, significava evitar as grandes quantidades de papelada necessárias para o último, o que lhes permitia trabalhar muito mais cedo. Sua expectativa era de que as propriedades fluidas flutuassem entre cada animal, mas o que descobriram foi surpreendente.
Alexis Noel e sua equipe coletaram e estudaram amostras de cera de vários animais. (A. Noel, Z. Zachow e D. Hu, Georgia Tech) "Coletamos amostras de animais mortos de outro laboratório em associação com a Georgia Tech", diz Noel. Ela explica que a viscosidade da cera era “exatamente a mesma, fosse de um coelhinho ou de um porco grande. As propriedades do fluido eram idênticas. ”Independentemente do contaminante (fezes, sujeira, poeira, etc.), a cera continuou a fluir dentro da orelha.
Noel achou interessante que a cera de ouvido de um animal grande tem as mesmas propriedades de um menor, mas ela não ficou totalmente surpresa, considerando que fluidos como muco ou sangue normalmente permanecem consistentes entre os animais.
Agora armado com informações sobre as propriedades do fluido de cera de ouvido, Noel está planejando avaliar a capacidade máxima de retenção de poeira da cera do ouvido humano e animal. Ela está curiosa sobre "quanto pó é necessário para chegar a esse estado quebradiço".
Depois vem a extração de dados. "Nós estaremos olhando para o ponto de fratura para amostras de cera de ouvido com diferentes concentrações de poeira", explica ela. "Nós estaremos adicionando poeira às amostras de cera, observando se a fratura ocorre e plotando o ponto de fratura versus concentração de poeira." Noel acrescenta que isso pode fornecer informações sobre a longevidade de futuros sistemas de filtragem.
A cera humana é eficaz na coleta de poeira, pois cria uma teia ao redor dos pelos da orelha. (A. Noel, Z. Zachow e D. Hu, Georgia Tech) Com a pesquisa em andamento, a identificação de possíveis aplicativos, nesse ponto, é um tanto prematura, explica Noel. Ela continua a prever um sistema de filtragem de ar em casa que incorpora uma substância semelhante a cera de ouvido otimizada para a máxima capacidade de poeira e pontos de fratura. Ainda assim, suas rodas estão girando. Como uma fã de espaço ávido, ela diz que vai "adorar aplicar em algum espaço" um dia.
Beth Rattner, diretora executiva do Instituto de Biomimética de Missoula, Montana, ficou feliz em saber da pesquisa de Noel.
"Estamos sempre entusiasmados em ouvir sobre o envolvimento dos cientistas com novas oportunidades de pesquisa e como eles poderiam inspirar tecnologias criativas e mais sustentáveis", diz Rattner. “É especialmente fascinante que isso envolva cera de ouvido, algo com o qual todos nós vivemos todos os dias, mas raramente pensamos. Esperamos que um dia possamos contar aos nossos leitores no AskNature.org sobre filtros de ar de alta tecnologia inspirados em cera de ouvido, junto com filtros de água inspirados em barbatanas de baleias e proteínas de aquaporina. ”
O AskNature.org é um site do Instituto de Biomimética que permite à comunidade encontrar, organizar e criar estratégias e soluções de design sustentável, todas inspiradas pela natureza.
Na Biomimicry 3.8 - a organização irmã do Instituto - Mark Dorfman trabalha como químico biomimético há 10 anos. A pesquisa de cera de Noel faz com que ele pense em água-viva, em todas as coisas.
Quando a água-viva bombeia seus corpos, ele explica, eles geram vórtices que criam um fluxo específico. Isso pode significar que os futuros sistemas de filtragem de poeira talvez pudessem envolver tubos suspensos semelhantes a ferrões, que funcionam em conjunto com substâncias semelhantes a cera de ouvido, tudo em um esforço para direcionar, capturar e filtrar partículas apropriadamente.
Dorfman também está intrigado com as características decadentes do cerúmen, que ele acha que podem ter algum valor comercial potencial.
“Os processos industriais são geralmente contínuos, e não em lote, portanto, desligar as operações para limpar os sistemas de filtragem é algo que os gerentes de operações tentam evitar”, diz ele. “É por isso que a idéia de substâncias pegajosas que prendem partículas transportadas pelo ar não costuma ser uma opção desejável a ser adotada. No entanto, se a substância pegajosa alterar suas propriedades após a saturação com partículas, de modo que ela caia de qualquer substrato semelhante à Web ao qual estava acoplada, acho que pode ser de interesse renovado como uma solução viável ”.
As rodas de Dorfman também estão girando.
"Talvez pudesse haver um sistema no qual uma substância semelhante a cera de ouvido fosse aplicada em camadas, de modo que à medida que a camada superficial se tornasse saturada e caísse, uma nova camada de captura de partículas seria exposta", diz ele. “Ainda me surpreendo com o fato de que a natureza sempre revela novas estratégias surpreendentes para inspirar soluções para os desafios industriais modernos.”
Para Noel, a busca por soluções na natureza não termina em cera de ouvido. Ela está explorando línguas de gato. Noel teve a sorte de observar a língua de um tigre, uma circunstância que surgiu depois que o tigre do zoológico de Atlanta, Kavi, morreu no ano passado.
Línguas de gato são cobertas de espinhos flexíveis que agarram emaranham na pele e os separam. Estudo de forças de punção entra em jogo com tudo isso, diz Noel.
"Nós imaginamos algum tipo de aplicação exclusiva de pincel de desembaraçar e de fácil limpeza que venha desse trabalho com língua de gato", diz Noel. "Posso imaginar um pêlo humano ou de estimação facilmente, mas também vamos procurar aplicações alternativas, como tecnologias de limpeza de carpetes".
Toda essa pesquisa é certamente interessante, para dizer o mínimo. Para onde vai daqui?
Vamos apenas dizer que definitivamente vamos ficar de olho nos detalhes futuros.
