Cascas de laranja podem ser um segredo para remédios aerotransportados, pontes mais seguras
p O professor assistente de engenharia Andrew K. Dickerson e o estudante de pós-graduação Nicholas M. Smith descobriram a mecânica de como as laranjas liberam aquele jato fino de óleo perfumado quando espremidas. Crédito:University of Central Florida:Karen Norum
p Os barmen e cozinheiros há muito reconhecem o valor de um toque de laranja, mas graças aos pesquisadores da University of Central Florida, espremer laranjas pode nos dar uma nova maneira de administrar remédios ou detectar falhas em pontes antes que elas aconteçam. p O professor assistente de engenharia Andrew K. Dickerson e o estudante de pós-graduação Nicholas M. Smith descobriram a mecânica de como as laranjas liberam aquele jato fino de óleo perfumado quando espremidas. Eles caracterizaram a estrutura das cascas de laranja e descobriram o papel das camadas para criar a dinâmica do microjet. Ao imitar o mecanismo da natureza de uma camada laranja, as empresas farmacêuticas podem desenvolver uma maneira menos cara e menos complexa de fornecer medicamentos transportados pelo ar.
p "Nós estudamos sistemas naturais para caracterizar matematicamente como a criação funciona, e apesar da onipresença do consumo de frutas cítricas, esses jatos não haviam sido estudados anteriormente, "Dickerson disse." A natureza é nossa maior inspiração para enfrentar os problemas do mundo real. "
p As descobertas da equipe são publicadas na
Proceedings from the National Academy of Sciences .
p A fruta da Flórida é complexa. Sua camada externa dura protege a fruta, e uma camada esponjosa branca logo abaixo da pele possui reservatórios microscópicos de óleo em bolsas ocultas. O material esponjoso absorve o impacto, mas quando pressionado a uma pressão crítica, ele empurra para cima e rasga uma seção diminuta da camada externa dura para borrifar seu fluxo perfumado. Esses microjatos são pequenos, mas rápidos, saindo de suas cavidades a 22 mph, em média, acelerando 5, 000 Gs, que é equivalente a cerca de 1, 000 vezes a força que os astronautas sentem no lançamento.
O vídeo mostra uma laranja, tangerina e limão sendo espremidos e os microjatos formados. A laranja da Flórida é complexa. Sua camada externa dura protege a fruta, e uma camada esponjosa branca logo abaixo da pele possui reservatórios microscópicos de óleo em bolsas ocultas. O material esponjoso absorve o impacto, mas quando pressionado a uma pressão crítica, ele empurra para cima e rasga uma seção diminuta da camada externa dura para borrifar seu fluxo perfumado. Esses microjatos são pequenos, mas rápidos, saindo de suas cavidades a 22 mph, em média, acelerando 5, 000 Gs, que é equivalente a cerca de 1, 000 vezes a força que os astronautas sentem no lançamento. Crédito:laboratório do Dr. Andrew Dickerson p "Existem várias aplicações potenciais, "Disse Smith." Por exemplo, para asmáticos, você poderia ter uma pequena fatia de material que aerossolizaria um medicamento de emergência que você encontra atualmente em um caro, inaladores multiuso. Essa abordagem pode ser menos cara e biodegradável. "
p Uma casca de laranja libera uma substância oleosa, e a dinâmica deve ser válida para outros tipos de líquidos, disseram os pesquisadores.
p Mas ainda há alguma pesquisa necessária antes de colocar a abordagem da casca de laranja para funcionar na entrega de medicamentos.
p "Primeiro, precisamos descobrir tamanhos e proporções, "Dickerson disse." É importante entender exatamente como os microjatos funcionam e como ajustar sua estabilidade para aplicações médicas. O tamanho das gotículas e a quantidade de medicamento que elas carregam são essenciais. Temos que percorrer um longo caminho antes que os aplicativos possam ser explorados. "
p O professor assistente de engenharia Andrew K. Dickerson e o estudante de graduação Nicholas M. Smith caracterizaram a estrutura das cascas de laranja e descobriram o papel que as camadas têm para criar a dinâmica do microjet. Ao imitar o mecanismo da natureza de uma camada laranja, as empresas farmacêuticas podem desenvolver uma maneira menos cara e menos complexa de fornecer medicamentos transportados pelo ar. Crédito:University of Central Florida:Karen Norum
p Mas quando isso acontecer, as possibilidades são limitadas apenas pela imaginação.
p "Imagine uma ponte de autodiagnóstico, "Dickerson disse." Teria uma camada de pele parecida com a laranja e quando você estivesse se aproximando da falha material, você receberia um aviso preventivo, uma mudança de cor, talvez. "
p Dickerson, um especialista fluido-dinâmico, está fazendo carreira estudando a natureza. Ele já publicou vários artigos que examinam o que pode ser aprendido com o proverbial shake de cachorro molhado e como os mosquitos sobrevivem às colisões de gotas de chuva. Estudar o tremor nos ajuda a entender como secar automaticamente grandes superfícies, como painéis solares. E estudar como os mosquitos sobrevivem à chuva pode ajudar a criar estratégias para combater os insetos transmissores de doenças.
p "Poucos laboratórios nacionais fazem esse tipo de pesquisa, "Disse Smith." Essa é uma das razões pelas quais vim para a UCF para fazer meu trabalho de pós-graduação. Isso é emocionante. A natureza teve bilhões de anos para acertar os princípios da engenharia e eu posso olhar para eles, descobri-los e depois brincar com eles para resolver problemas. Isso é muito emocionante! "