O peixe-garfo do norte, do tamanho de um dedo, utiliza uma das melhores ventosas do mundo. Um pequeno disco em sua barriga pode se prender à umidade, viscoso, mesmo superfícies ásperas e suportam até 230 vezes o seu próprio peso corporal.

Uma equipe da Universidade de Washington, inspirada pelo poder de sucção do peixe-palhaço, decidiu desenvolver uma ventosa artificial que se inspirou no projeto da natureza. Seu protótipo, descrito em um artigo publicado em 9 de setembro na revista Transações filosóficas da Royal Society B , na verdade, teve um desempenho melhor do que o clingfish.

"Eu gosto de dizer, a natureza é sempre melhor, "disse a autora principal Petra Ditsche, que começou este trabalho como pesquisador de pós-doutorado no UW Friday Harbor Laboratories na Ilha de San Juan. "Nesse caso, ao considerar sua força de fixação, nossas ventosas são melhores. "

As ventosas podem ser úteis em vários setores que exigem uma força de colagem forte, mas reversível, em superfícies ásperas ou texturizadas. Isso pode incluir marcar baleias e outros animais marinhos, anexar sensores a superfícies aquáticas contaminadas ou operar veículos subaquáticos para limpar cascos de navios. Aplicações em design de caddie de chuveiro ou processamento industrial são outros campos interessantes de aplicação para as ventosas bioinspiradas, disseram os pesquisadores.

A chave para a descoberta da ventosa foi entender como a sucção natural do peixe-garfo funciona tão eficazmente - especialmente em superfícies ásperas que normalmente causam a falha de uma ventosa fabricada.

O peixe-palhaço tem um disco na barriga que permite que ele se segure com grande tenacidade. A borda do disco é coberta com camadas de micro, estruturas semelhantes a cabelos, em muitos tamanhos diferentes. Este efeito em camadas cria mais atrito ao longo da borda e ajuda o peixe a aderir a superfícies ásperas. Todo o disco é flexível e elástico, permitindo que ele se adapte e mantenha-se grosso, superfícies irregulares.

"Esses peixes são muito sugestivos no que podem fazer. Eles podem aderir a rochas irregulares cobertas por algas, e você não pode comprar algo que irá grudar reversivelmente nessas rochas, "disse o co-autor Adam Summers, professor de biologia e de ciências aquáticas e pesqueiras no Friday Harbor Labs. "Uma enorme quantidade de experimentação e ceticismo finalmente nos levou a entender como funcionava."

Existem cerca de 110 espécies conhecidas na família do clingfish encontradas em todo o mundo. A população ao redor das Ilhas San Juan é robusta e saudável. Eles costumam se agarrar a rochas perto da costa, e na maré baixa podem ser vistos em poças de maré e sob as rochas.

Muitos animais marinhos podem aderir fortemente a superfícies subaquáticas - estrelas do mar, mexilhões e anêmonas, para citar alguns, mas poucos podem se soltar tão rápido quanto o peixe-garfo, particularmente depois de gerar tanto poder de aderência.

Depois de mais de cinco anos decifrando como as ventosas de peixe-palhaço funcionam, os pesquisadores começaram a construir seu próprio protótipo, tomando emprestado das inovações da natureza.

A equipe descobriu, após anos de testes de laboratório, que a combinação de diferentes materiais ajudava a dar às ventosas artificiais uma estrutura rígida que era forte o suficiente para manter a tensão, ao mesmo tempo, é macio e flexível o suficiente para se conformar e aderir a superfícies ásperas. Eles também encontraram uma maneira de aumentar o atrito na borda do copo.

"Esta combinação de todos esses diferentes aspectos finalmente nos deu bons resultados e nos permitiu realmente construir uma ventosa que é capaz de se fixar fortemente em superfícies ásperas, "Ditsche disse.

Os pesquisadores testaram várias iterações de seu design de ventosa colando-as em um espectro de superfícies ásperas e lisas, em seguida, puxando até que cada copo falhou usando uma máquina de teste. Eles fizeram os mesmos testes usando o disco de sucção de peixe-peixe natural. Cada vez, o copo artificial mais avançado superou a sucção do clingfish em todas as superfícies.

O protótipo está pronto para ser levado para a próxima etapa, idealmente em colaboração com engenheiros que poderiam desenvolver o conceito ainda mais com produtos e aplicações específicas em mente, Disse Ditsche. Dependendo de como os copos são usados, fatores como temperatura e exposição ao sol podem exigir um ajuste fino do design.

"Há uma compreensão de como algo funciona. E também há uma compreensão de como isso funciona tão bem que você pode realmente fazer um. A biologia nem sempre lhe dá essa oportunidade, "Summers disse." Esta é uma situação realmente incomum, onde quando olhamos de perto ao longo do tempo, percebemos que podíamos imitar o que vimos. "