Você já se perguntou por que a tinta descasca da parede durante a alta umidade do verão? É a mesma razão pela qual as bandagens se separam da pele quando tomamos banho ou nadamos.

Água interfacial, como é conhecido, forma uma camada escorregadia e não adesiva entre a cola e a superfície à qual deve aderir, interferindo na formação de ligações adesivas entre os dois.

Superar os efeitos da água interfacial é um dos desafios que os desenvolvedores de adesivos comerciais enfrentam.

Para encontrar uma solução, pesquisadores aqui na Universidade de Akron estão procurando um dos materiais mais resistentes encontrados na natureza - seda de aranha.

'Melhor cola da natureza'

A cola pegajosa que reveste os fios de seda das teias de aranha é um hidrogel, o que significa que está cheio de água. Alguém poderia pensar, então, que as aranhas teriam dificuldade em capturar suas presas, especialmente em condições úmidas - mas isso não acontece. Na verdade, sua cola pegajosa, que tem sido objeto de intensa pesquisa por anos, é uma das colas biológicas mais eficazes em toda a natureza.

Então, como a cola de aranha consegue aderir em condições de alta umidade?

Essa questão foi objeto de investigação pelos alunos de graduação da UA Saranshu Singla, Gaurav Amarpuri e Nishad Dhopatkar, que tem trabalhado com o Dr. Ali Dhinojwala, reitor interino da Faculdade de Ciência de Polímeros e Engenharia de Polímeros, e Dr. Todd Blackledge, professora de biologia no programa de Biociências Integradas. Ambos os professores são investigadores principais no Biomimicry Research Innovation Center (BRIC) da UA, que se especializou em emular formas biológicas, processos, padrões e sistemas para resolver desafios técnicos.

As descobertas da equipe, que pode fornecer a pista para o desenvolvimento de adesivos comerciais mais fortes, pode ser lido em um artigo publicado recentemente na revista Nature Communications .

Superando a umidade

Singla e seus colegas decidiram examinar o segredo por trás do sucesso da aranha de orbe comum (Larinioides cornutus). Como ele supera o principal obstáculo de alcançar uma boa adesão em condições úmidas, onde a água pode estar presente entre a cola e a superfície alvo?

Para investigar os processos envolvidos, a equipe pegou cola de aranha orbe, coloque-o em substrato de safira, em seguida, examinou-o usando uma combinação de espectroscopia sensível à interface e espectroscopia infravermelha.

A cola de aranha é feita de três elementos - duas glicoproteínas especializadas, uma coleção de compostos orgânicos e inorgânicos de baixa massa molecular (LMMCs), e água. Os LMMCs são higroscópicos (atraem água), que mantém a cola macia e pegajosa para aderir.

Singla e sua equipe descobriram que essas glicoproteínas agem como agentes de ligação primária à superfície. Colas à base de glicoproteínas foram identificadas em várias outras colas biológicas, como fungos, algas, diatomáceas, estrelas do mar, sticklebacks e hera inglesa.

Mas por que a água presente na cola de aranha não interfere no contato do adesivo da mesma forma que faz com a maioria dos adesivos sintéticos?

Resultados promissores

Os LMMCs, a equipe concluiu, desempenham uma função até então desconhecida de sequestrar água interfacial, prevenindo falha adesiva.

Singla e colegas determinaram que é a interação de glicoproteínas e LMMCs que governa a qualidade adesiva da cola produzida, com as respectivas proporções variando entre as espécies, otimizando assim a força adesiva para corresponder à umidade relativa do habitat da aranha.

"Os compostos higroscópicos - conhecidos como absorvedores de água - na cola de aranha desempenham um papel até então desconhecido em mover a água para longe da fronteira, evitando assim a falha da cola de aranha em alta umidade, "explicou Singla.

A capacidade da cola de aranha de superar o problema da água interfacial, absorvendo-a efetivamente, é a principal descoberta da pesquisa, e aquele com talvez a perspectiva mais forte de desenvolvimento comercial.

“Imagine uma tinta com garantia de vida, faça chuva ou faça sol, "Singla comentou.

Tudo graças à sua simpática cola de aranha de vizinhança.