p (PhysOrg.com) - Fileiras de pequenas córneas de mosca varejeira podem ser a chave para a fabricação fácil de superfícies biomiméticas, superfícies que imitam as propriedades dos tecidos biológicos, de acordo com uma equipe de pesquisadores da Penn State. p "A bioreplicação começou por volta de 2001 ou 2002, "disse Akhlesh Lakhtakia, Godfrey Binder Professor de Ciências da Engenharia e Mecânica. "Todas as técnicas disponíveis atualmente não conduzem a replicações em massa. Em muitos casos, você pode fazer quantas réplicas quiser, mas você precisa de um inseto para cada replicação. Isso não é bom para fins industriais. "

p Lakhtakia, trabalhando com Drew Patrick Pulsifer, estudante de graduação em ciências da engenharia e mecânica; Carlo G. Pantano, distinto professor de ciência e engenharia de materiais e diretor do Instituto de Pesquisa de Materiais da Penn State; e Raúl José Martín-Palma, professor de física aplicada, Universidad Autónomia de Madrid, Espanha, desenvolveu um método para criar moldes ou matrizes em macroescala que retêm recursos em nanoescala.

p "Precisávamos de um objeto grande o suficiente para manipular que ainda tivesse características em nanoescala, "disse Lakhtakia.
Os pesquisadores escolheram os olhos de mosca varejeira porque eles têm aplicação potencial na fabricação de células solares. As borboletas têm olhos compostos que são aproximadamente hemisféricos; mas dentro dessa meia esfera, a superfície é coberta por olhos hexagonais em macroescala com características em nanoescala.

p "Esses olhos são perfeitos para fazer células solares porque coletariam mais luz do sol de uma área maior, em vez de apenas a luz que incide diretamente sobre uma superfície plana, "disse Lakhtakia.

p Contudo, para trabalhar em um produto manufaturado, a superfície precisa manter o design geral em detalhes suficientes.

p Os pesquisadores fixaram as córneas da mosca em um substrato de vidro e preencheram a parte de trás das córneas com polidimetilsiloxano, um polímero orgânico à base de silicone, de modo que a cobertura de metal que eles aplicam não vaze para trás dos olhos. Eles então depositaram níquel na superfície usando uma forma modificada da técnica de filme evaporado conformado por rotação. Nesta técnica, os pesquisadores evaporam termicamente o material que forma o revestimento em uma câmara de vácuo. O objeto que recebe o revestimento é fixado a um suporte e girado cerca de uma vez a cada dois segundos.

p Os pesquisadores usaram matrizes de nove olhos de mosca varejeira revestidos com 250 nanômetros de níquel. Este modelo inicial foi então eletroformado - um método de galvanoplastia - para depositar níquel nas costas para criar um modelo mestre de meio milímetro de espessura. A espessura do modelo mestre pode ser mais espessa.

p "As réplicas de polímero produzidas ... por fundição reproduzem fielmente características de alguns micrômetros e maiores em dimensões, "relataram os pesquisadores na edição online da Bioinspiração e Biomimética .

p O modelo mestre pode ser usado como uma matriz para estampar o padrão ou como um molde. A intenção é usar a matriz / molde mestre para produzir não apenas matrizes / moldes filhas, mas para colocar os modelos lado a lado para que possam imprimir grandes áreas. Os pesquisadores provavelmente irão expandir seu modelo para incluir 30 córneas de varejeira.

p "Uma das coisas boas sobre um revestimento isolante como este é, torna-se nanograined, "disse Lakhtakia." A superfície da matriz torna-se muito lisa, então o polímero provavelmente não irá aderir. "

p Existem muitas superfícies biológicas que podem criar superfícies de manufatura para uma variedade de aplicações. Os pesquisadores estão atualmente observando as asas das borboletas para entender como as superfícies criam cores sem pigmento.

p "Interessantemente, a broca esmeralda, um inseto que recentemente se tornou um problema na Pensilvânia, companheiros por cor, "disse Lakhtakia." As iscas feitas de moldes da pele da broca das cinzas atrairiam os machos?