A primeira coisa que você nota sobre o departamento de coleções de entomologia, a divisão Lepidoptera, no Museu de História Natural do Smithsonian é um odor fraco e elusivamente familiar. Naftalina. Eu brevemente contemplei a ironia cósmica de naftalina em uma sala cheia de traças (e borboletas, uma linhagem de mariposas evoluiu para voar durante o dia) antes de recorrer a Bob Robbins, um entomologista de pesquisa. "Há muitos insetos que comem insetos secos", disse ele, "então, tradicionalmente, você mantinha essas pragas usando naftalina ou naftalina".
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Os cientistas acreditam que as asas iridescentes da borboleta morfos poderiam ser usadas em tecnologia para beneficiar os seres humanos
Vídeo: Como as asas de borboleta inspiram inovação
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As naftalina foram eliminadas (em favor do congelamento de novos espécimes para matar as pragas), mas esse cheiro persistente, assim como as gavetas infinitas de insetos presas sob vidro e cuidadosamente dispostas em fileira após fileira de armários de aço para a posteridade taxonômica, só aumenta a sensação de idade na câmara silenciosa. O tempo parece estar tão parado quanto os milhões de espécimes.
Mas vasculhe essas gavetas, através dos esquadrões de andorinhas e traças-do-sol precisamente espaçados, e uma ideia diferente começa a se formar: Este não é um repositório inativo, mas um laboratório que investiga um empreendimento extraordinariamente bem-sucedido. Ao longo de cerca de 150 milhões de anos, esses “produtos” foram impiedosamente prototipados, testados no mercado, atualizados, refinados e, de outra forma, feitos novos e aprimorados à medida que o mundo ao seu redor mudava. Cada um desses espécimes frágeis é um pacote de inovação que espera ser entendido e adaptado.
Essa é a idéia por trás da disciplina cada vez mais influente da biomimética: que nós, seres humanos, que tentamos fazer as coisas apenas por um piscar de olhos evolucionários, temos muito a aprender com os longos processos de seleção natural, seja como faça uma asa mais aerodinâmica ou uma cidade mais resiliente ou uma tela eletrônica mais vibrante. Há mais de uma década, um graduado do MIT chamado Mark Miles estava envolvido no campo do processamento microeletromecânico e de materiais. Enquanto folheava uma revista científica, ele foi interrompido por um artigo sobre como as borboletas geram cores em suas asas. O brilhante azul iridescente das várias espécies de Morpho, por exemplo, não vem do pigmento, mas da “cor estrutural”. Essas asas abrigam uma montagem em nanoescala de placas, cuja forma e distância uma da outra são dispostas em um padrão preciso que perturba. comprimentos de onda de luz reflexiva para produzir o azul brilhante. Criar esse mesmo azul de pigmento exigiria muito mais energia - energia melhor usada para voar, alimentar e reproduzir.
Miles se perguntou se essa capacidade poderia ser explorada de alguma forma. Onde mais você poderia querer cores incrivelmente vivas em um pacote fino? Claro: em um display de dispositivo eletrônico. A Qualcomm, que adquiriu a empresa que Miles formou para desenvolver a tecnologia, usou-a em sua tela Mirasol. “Nós exploramos os fenômenos de interferência óptica”, diz Brian Gally, diretor sênior de gerenciamento de produtos da Qualcomm. Espreitando sob a superfície do vidro há uma vasta gama de moduladores interferométricos, essencialmente microscópicos (10 a 50 mícrons quadrados) que se movem para cima e para baixo, em microssegundos, para criar a cor apropriada.
Como as asas da borboleta, "a tela está captando a luz ambiente branca ao nosso redor, a luz branca ou a luz do sol e, por interferência, ela nos envia de volta uma imagem colorida", diz Gally. Ao contrário das telas LCD convencionais, o Mirasol não precisa gerar sua própria luz. “O brilho da tela é dimensionado automaticamente com a luz ambiente.” Como resultado, o Mirasol consome um décimo da potência de um leitor de LCD. A Qualcomm usou a exibição em um e-reader e está oferecendo a licença para outras empresas.
Embora a biomimética tenha inspirado inovações humanas por décadas - um dos exemplos mais citados é o Velcro, que o engenheiro suíço Georges de Mestral patenteou em 1955, depois de estudar como as brocas grudavam em suas roupas - tecnologia melhor e mais nuances permitiram adaptações cada vez mais complexas . O software de design criado pelo pesquisador alemão Claus Mattheck - e usado nos carros da Opel e da Mercedes - reflete a maneira como árvores e ossos distribuem força e carga. Um fã criado pela Pax Scientific pega emprestado os padrões de algas marinhas, nautilus e búzios para mover o ar com mais eficiência. Uma estufa irrigada por água salgada no deserto do Qatar irá usar os truques de condensação e evaporação recolhidos do nariz de um camelo. Agora, graças em parte às contínuas inovações na fabricação em nanoescala, os fabricantes estão trazendo uma gama de produtos em expansão para o mercado.
A biomimética não é em si um produto, mas um processo que se baseia em organismos e processos naturais para estimular a inovação. Organizações e até cidades podem buscar inspiração nos ecossistemas, diz Tim McGee, biólogo e membro da Biomimicry 3.8, uma consultoria localizada em Montana. Em Lavasa - descrita como "a primeira cidade planejada da Índia" por seus desenvolvedores, que esperam construir casas para mais de 300 mil pessoas - a corporação consultou arquitetos paisagistas. Assim, a estratégia de plantação incluía árvores de folha caduca, formando um dossel para capturar, e então refletia, através da evaporação, quase um terço da chuva das monções que a atingia. Esse efeito age “como um motor que impulsiona a monção para o interior”, diz McGee, o que ajuda a evitar a seca lá. A forma hidrodinamicamente eficiente das folhas das figueiras influenciou o projeto de uma melhor telha para despacho de água, enquanto os sistemas de desvio de água foram inspirados pelas maneiras pelas quais as formigas transportadoras direcionam a água para longe de seus ninhos. A primeira “cidade” Lavasa foi concluída, com mais quatro projetadas para serem seguidas até 2020.
Todo mundo está falando sobre maneiras de reduzir a pegada humana ou chegar ao impacto "líquido zero". Mas a natureza, diz McGee, geralmente dá um passo adiante: “Quase nunca é o zero líquido - a saída desse sistema geralmente é benéfica para tudo ao seu redor”. E se pudéssemos construir nossas cidades da mesma maneira? “E se, em Nova York, quando chovia, a água que entrava no East River era mais limpa do que quando caiu?” E se, quando as florestas pegassem fogo, as chamas pudessem se extinguir por meios que não dependessem? em substâncias tóxicas? “A natureza cria retardadores de chamas que não são tóxicos”, observa McGee. "Por que não podemos?"
Durante anos, os pesquisadores se concentraram na química dos retardadores de chama, sem resultados. Mas talvez os processos naturais possam oferecer algum caminho para a inovação no laboratório, diz McGee. Talvez seja assim que os cones de pinhas se abrem diante do calor (para permitir a reprodução mesmo quando o fogo destrói a floresta), ou o modo como os eucaliptos derramam pedaços dispersos de cascas de queima rápida para sugar oxigênio e afastar o fogo do principal. tronco. Jaime Grunlan, engenheiro mecânico da Texas A & M, desenvolveu um tecido resistente ao fogo que usa quitosana, um material renovável retirado de cascas de lagosta e camarão (e um parente químico da quitina nas asas das borboletas), para criar um revestimento de polímero nanolayer que, quando exposto ao calor, produz uma “casca” de carbono que protege o tecido.
Lepidoptera sintetiza alguns dos problemas que foram martelados na bancada da natureza ao longo de muitos milênios. Na chamada evolutiva e resposta entre presa e predador, muitas mariposas desenvolveram a capacidade de detectar os cliques de ultra-som de morcegos, e alguns podem até enviar contra-indicações confusas. Asas de borboleta tendem a ser pretas mais perto de seus corpos, para ajudar a capturar o calor. Essas asas são cobertas com um revestimento resistente a contaminantes - elas se auto-limpam. Os “olhos” ornamentais nessas asas, destinados a espantar os predadores, são frequentemente posicionados perto da borda para minimizar os danos às asas se a borboleta for picada.
E depois há a cor - o que pensamos quando pensamos em borboletas. "As pessoas chamam de flores voadores", diz Robbins. Enquanto alguns usam cores para camuflagem, as espécies mais vivas seguem a outra rota, anunciando sua toxicidade a possíveis predadores em uma exibição berrante. O escritor David Quammen os chama de “bimbos do mundo natural”, um “experimento evolucionário em excesso decorativo”. No geral, escreve Quammen, as borboletas “representam um ideal de doçura e graça gentil que parece quase inocente de toda a livre evolução evolutiva impiedosa. -Para todos. ”E há uma abundância de inspiração esperando para voar sobre as asas de teia de aranha.
Pesquisadores da Universidade Jiao Tong de Xangai, inspirados por borboletas birdwing - a área preta de suas asas permite a absorção de luz quase total, para capturar calor - estão criando um filme de carbono amorfo super-preto estruturalmente semelhante para ajudar a criar uma tecnologia solar mais eficiente. Um projeto chamado NOtES, que surgiu da pesquisa na Universidade Simon Fraser, na Colúmbia Britânica, usa estruturas que interferem na luz em nanoescala para criar um selo contra falsificação que é mais difícil de quebrar do que um holograma e pode ser "impresso" não apenas em bancos notas, mas em toda uma gama de outros objetos. As etiquetas de identificação por radiofrequência (RFID), que são usadas para tudo, desde o rastreamento de estoque até a detecção do desempenho dos pneus, tendem a não funcionar bem em ambientes extremos, especialmente onde há água ou metal. Assim, uma empresa chamada Omni-ID adaptou o princípio da interferência para criar um RFID mais confiável, usando pequenas escalas de metal nas tags para melhorar a transmissão de sinais de rádio.
Dado que o Morpho implanta cor para atrair a atenção, parece apropriado que a borboleta também tenha inspirado a moda humana. Donna Sgro, estilista de moda em Sydney, na Austrália, autodescreveu "ocasionalmente um lepidopterista", criou três vestidos a partir de um tecido chamado Morphotex, um material azul iridescente, livre de pigmentos que extrai sua cor da interferência óptica. Sgro diz que, embora o Morphotex elimine a necessidade de corantes (e, portanto, possua uma pegada ambiental menor), seu interesse ia além da abordagem usual de “design de solução de problemas” que os biomimistas tendem a seguir. A moda, afinal, é mais do que a necessidade básica de roupas. Como o modo como a natureza usa a estética informa a maneira como fazemos? Sgro está agora estudando para um doutorado em biomimética e moda no Royal Institute of Fashion, em Melbourne.
Robbins e eu saímos do centro de coleções do Museu de História Natural e fomos para o Pavilhão de Borboletas, que ficava nas proximidades, e era como um amorzinho lepidóptero. Uma mulher inclinou seu smartphone para fotografar um monarca que alimenta em uma flor. Um turista japonês exclamou quando uma Fritillary do Golfo pousou em sua bolsa de ombro. Uma criança gritou quando uma pele de Morpho lentamente flutuava suas asas azuis iridescentes. Não é fácil imaginar essa cena ocorrendo com qualquer outro inseto; justamente ou não, nós não visitamos pavilhões grub ou formigas.
Eu perguntei sobre o apelo peculiar desses insetos. "Eles não picam, não mordem", disse ele. “Aquelas que as pessoas veem são geralmente bonitas. Algumas delas são prejudiciais à agricultura, mas são caras muito amigáveis e são muito mais bonitas do que a maioria dos outros insetos ”. Se ao menos eu pensasse, as pessoas agora poderiam saber o quão útil pode ser toda essa beleza.
