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Gotas de água saltam da pele dos gecos graças a pequenas espinhas

Lagartixas são os queridinhos de físicos e roboticistas bio-inspirados pela sua capacidade sem precedentes de se agarrarem às paredes e correrem pelos tetos, usando estruturas semelhantes a pêlos nos dedos dos pés que tiram proveito da força de van der Waals. Como resultado, os pés da lagartixa recebem a maior parte da atenção da pesquisa.

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Agora uma equipe australiana e britânica está fazendo um caso para a pele de lagartixa. Como eles descobriram recentemente, minúsculos espinhos super-hidrofóbicos nos ternos de aniversário dos lagartos ativamente impulsionam gotículas de água, seja liberando-os gentilmente como lanternas aquáticas do céu ou atirando-as para longe como bolas de bilhar. Como a equipe relata na Royal Society Interface, essa recém descoberta “geckovescence” é provavelmente uma estratégia valiosa para permanecer livre de doenças. Em um ambiente úmido, manter a pele seca ajudaria a desestimular a proliferação de bactérias ou fungos e causar infecções desagradáveis, uma ruína de alguns répteis.

Os pesquisadores fizeram a descoberta com lagartixas selvagens, um tipo de lagarto que vive em lugares na Austrália que recebem pouca chuva, mas que são pesadas sobre a umidade e o orvalho da noite para o dia. A equipe infelizmente teve que sacrificar as lagartixas para o experimento. Eles removeram a pele dos lagartos e a dividiram em pequenas seções, que colocaram em uma placa de cobre que foi mantida mais fria do que o ponto de orvalho no laboratório, incentivando a condensação a se formar naturalmente. Eles usaram um microscópio eletrônico de varredura para ampliar os espinhos da pele da lagartixa, cada um com apenas alguns micrômetros de altura, e também filmaram a pele na escala macro.

A equipe identificou não apenas um, mas vários mecanismos responsáveis ​​pela limpeza da pele da lagartixa da água. Como uma folha de lótus impermeável, a estrutura da pele da lagartixa incentiva pequenas gotas de orvalho a se agregarem, impedindo a distribuição uniforme da água por toda a superfície. Quanto mais água se une, mais as gotículas crescem. Quando as gotas atingem um tamanho grande o suficiente, elas começam a interagir com forças como o vento e a gravidade, ao mesmo tempo em que são repelidas pelos espinhos geco hidrofóbicos. Uma gota de água medindo cerca de 2 milímetros de diâmetro, por exemplo, estaria sentindo o poder repulsivo de cerca de 100.000 espinhos de pele. Eventualmente, os processos externos vencem e a gota é expelida da pele.

Dois conjuntos de imagens de séries temporais mostram uma minúscula gotícula colidindo com uma maior, fazendo com que a gota combinada rapidamente impulsione a pele da lagartixa. Imagem: Watson et al., Royal Society Interface

A equipe também observou que quando uma minúscula gota externa (do nevoeiro, por exemplo) pousa sobre uma gotícula maior já na lagartixa, a mudança resultante na energia superficial dispara a grande gota em alta velocidade, quase como duas bolas de piscina colidindo. Finalmente, eles descobriram que gotas de água muito pequenas - com diâmetros de cerca de 10 a 80 micrômetros - não exigem forças externas que interajam com a pele. Eles são pequenos o suficiente para que as espinhas hidrofóbicas simplesmente se livrem deles. Os pesquisadores só testaram lagartixas com padrões de caixa, mas estudos anteriores descobriram microespinhos em todos os tipos de lagartixas, sugerindo que outras espécies podem ter poderes de propulsão da água.

As osgas, ao que parece, podem não apenas auxiliar no desenho de adesivos bio-inspirados, mas também em superfícies com potencial de auto-secagem. Talvez todas as janelas do futuro sejam incorporadas à sua própria pele de lagartixa sintética, proibindo a condensação antes mesmo de se formar.

Gotas de água saltam da pele dos gecos graças a pequenas espinhas