p Pêlos finos nas solas dos pés das lagartixas permitem que os lagartos escalem superfícies verticais com facilidade. Os pesquisadores do polímero UA descobriram uma cola sintética (nanotubos de carbono) com quase quatro vezes o poder de adesão dos pelos das lagartixas. Agora os cientistas revelam por que a versão mímica oferece seu notável poder de permanência.
p Não muito depois do Dr. Ali Dhinojwala, presidente do Departamento de Ciência de Polímeros da Universidade de Akron, descascou o segredo (tudo bem, cabelos pegajosos) por trás da notável adesão de pés de lagartixa, ele e outros pesquisadores criaram uma réplica sintética:nanotubos de carbono. Agora, cinco anos após a descoberta inicial, a base do sucesso desses nanotubos é publicada no dia 12 de outubro, 2010, edição da American Chemical Society's
Nano Letras . p Embora a história dos nanotubos seja de sucesso, nem todos os nanotubos de carbono são iguais, nem é o desempenho de adesão individual de cada fio, de acordo com Dhinojwala. Embora Dhinojwala e o estudante de graduação em ciência do polímero da UA Liehui Ge tenham determinado que esses fios de carbono de 8 nanômetros de diâmetro - cada 2, 000 vezes menor que o diâmetro de um cabelo humano - aderem fortemente ao vidro e substratos semelhantes, eles continuaram suas pesquisas para saber por que alguns fios têm uma pegada mais firme do que outros.
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Controlando a adesão
p Descobertas dos cientistas da UA, em colaboração com Lijie Ci e Anubha Goyal, pesquisadores do Departamento de Engenharia Mecânica e Ciência dos Materiais da Rice University; Rachel Shi, Estagiário de Experiência em Pesquisa da UA para Graduados (REU); e L. Mahadevan, professor de matemática aplicada e professor de biologia organísmica e evolutiva na Universidade de Harvard, revelam que quanto mais macio o nanotubo, quanto maior for a sua adesão.
p Usando uma combinação de mecânica, resistência elétrica e microscopia eletrônica de varredura (SEM) para estudar o contato entre os cabelos de um grande número de nanotubos de carbono alinhados verticalmente com substratos de vidro ou silício, os pesquisadores descobriram que os nanotubos macios se fecham e se curvam quando a pressão é aplicada, contribuindo para sua força adesiva.
p “Descobrimos que o diâmetro dos tubos é um parâmetro importante para a adesão porque temos que equilibrar a adesão e a rigidez à flexão dos tubos, ”Ge diz. “Além disso, se você aplicar uma alta pressão, os tubos dobram e entortam e fazem uma área de contato maior com a superfície, qual é a razão para maior adesão. ”
p O adesivo seco, ao contrário de contrapartes de cola líquida, promete uso bem-sucedido em condições atmosféricas e de temperatura extremas e em outras aplicações que apresentam desafios.
p “Os adesivos gecko baseados em nanotubos de carbono abrirão oportunidades para o uso desses materiais em robôs, escalar paredes verticais, e poderia realmente ser usado no espaço sideral (condição de vácuo) porque esses materiais grudam sem qualquer cola líquida, ”Dhinojwala diz.