p NIMS, HUE e HUSM desenvolveram um método de produção fácil e barata de uma estrutura adesiva capaz de fixação e desprendimento repetidos. O desenho desta estrutura foi inspirado nos pelos adesivos em forma de espátula (cerdas) encontrados nas patas das moscas, enquanto o método de produção foi sugerido pela formação de cerdas em pupas de mosca. Essas tecnologias ambientalmente saudáveis ​​podem contribuir potencialmente para uma sociedade mais sustentável. p Muitos tipos de produtos manufaturados são reforçados com adesivos fortes. Contudo, o uso desses adesivos dificulta os processos de reciclagem (ou seja, classificação e decomposição), contrariar os esforços para promover uma economia circular. Por esta razão, tecnologias adesivas com capacidade de fixação e desprendimento repetidas foram projetadas e desenvolvidas. A abordagem biomimética para o desenvolvimento de tecnologias adesivas de alto desempenho busca imitar estruturas adesivas elaboradas encontradas em organismos vivos. Contudo, esta abordagem é frequentemente cara, pois requer o uso de MEMS (sistemas microeletromecânicos) para criar estruturas complexas.

p Este grupo de pesquisa se concentrou em estruturas adesivas biológicas (por exemplo, almofadas plantares de insetos) conhecidas por se formarem de maneira eficiente em termos de energia à temperatura ambiente. O grupo desenvolveu estruturas adesivas e métodos eficientes de criá-los, imitando processos biológicos. Neste projeto de pesquisa, o grupo focou especificamente no adesivo, cerdas em forma de espátula que crescem em patas de mosca como um modelo para o desenvolvimento de estruturas adesivas que podem ser repetidamente fixadas e destacadas de objetos. O grupo observou o processo biológico pelo qual as cerdas são formadas em pupas de moscas da fruta (Drosophila melanogaster) por meio da coloração das patas das moscas para análise imunohistoquímica e marcação da actina do citoesqueleto com corantes fluorescentes. Como resultado, o grupo descobriu que cerdas espatuladas adesivas da pata são formadas em um processo simples de duas etapas:(1) células formadoras de cerdas alongadas e filamentos de actina do citoesqueleto nas células se acumulam nas pontas distais das células alongadas, formando as estruturas em forma de espátula, e (2) depósitos de cutícula se formam nas superfícies das cerdas, solidificando-os. O grupo então conseguiu desenvolver um semelhante, processo simples de duas etapas para fabricar uma estrutura espatulada adesiva à temperatura ambiente (1) esticando as fibras de náilon para formar uma estrutura espatulada e (2) solidificando-a. A resistência adesiva da estrutura e a facilidade de destacamento foram confirmadas para variar, dependendo da direção em que é puxado para longe do objeto ao qual está preso - semelhante aos mecanismos que os insetos usam para se prender ou se desprender dos objetos. Uma única fibra espatulada é suficientemente forte para suspender uma pastilha de silício pesando 52,8 g. Extrapolando a partir disso, um feixe de 756 fibras (9 cm ² na área transversal) pode-se esperar que suporte uma pessoa de 60 kg.

p Esta estrutura adesiva, capaz de apego e desapego repetidos, pode oferecer uma variedade de novos aplicativos robóticos. Por exemplo, pode ser integrado aos braços de robôs industriais para capacitá-los a lidar melhor com objetos escorregadios, e pode ser incorporado às pernas de robôs ao ar livre para permitir que escalem paredes verticais como insetos. A estrutura adesiva reutilizável e o baixo custo, Métodos de produção com eficiência energética são tecnologias ambientalmente corretas que podem contribuir potencialmente para tornar a sociedade mais sustentável.

p Esta pesquisa foi publicada em Biologia das Comunicações , um jornal de acesso aberto, em 29 de maio, 2020.