p Uma equipe de pesquisadores liderada pela Universidade da Califórnia em San Diego descobriu o que é responsável por tornar transparentes os dentes do peixe dragão das profundezas. Esta adaptação única, que ajuda a camuflar o peixe dragão de suas presas, resulta de seus dentes possuírem uma nanoestrutura excepcionalmente cristalina misturada com regiões amorfas. As descobertas podem fornecer "bioinspiração" para pesquisadores que buscam desenvolver cerâmicas transparentes. p Os pesquisadores detalham suas descobertas em um artigo publicado em 5 de junho na revista. Matéria .

p As criaturas do fundo do mar desenvolveram algumas adaptações fascinantes, como a bioluminescência, olhos que podem ver com pouca luz, e bocas que podem engolir presas muito maiores. Algumas espécies, como o dragonfish do fundo do mar ( Aristostomias cintilantes ), têm dentes transparentes.

p "É uma adaptação que, para nosso conhecimento, ainda não foi explorado em detalhes, "disse Audrey Velasco-Hogan, um Ph.D. em ciência dos materiais estudante da Escola de Engenharia da UC San Diego Jacobs e primeiro autor do estudo. "Ao estudar por que esses dentes são transparentes, podemos entender melhor os organismos do fundo do mar, como o peixe dragão, e as adaptações que eles desenvolveram para viver em seus ambientes. "

p Dentes transparentes, junto com um corpo escuro, tornam o peixe dragão essencialmente invisível para suas presas, explicou Velasco-Hogan. Por causa dessa camuflagem, O peixe dragão está entre os principais predadores do fundo do mar, apesar de ser pequeno (medindo cerca de 15 centímetros de comprimento) e relativamente lento.

p "Eles passam a maior parte do tempo sentados com as mandíbulas abertas, esperando que algo apareça. Seus dentes estão sempre expostos, por isso é importante que eles sejam transparentes para que não reflitam ou espalhem qualquer luz bioluminescente do ambiente, "Velasco-Hogan disse.

p Para resolver os mistérios do disfarce dental do dragonfish, pesquisadores fotografaram e analisaram a nanoestrutura dos dentes usando uma combinação de microscopia eletrônica, feixe de íons focalizado e testes de nanoindentação. Eles descobriram que os dentes têm características únicas tanto na camada externa semelhante ao esmalte quanto na camada interna de dentina.

p A camada semelhante ao esmalte consiste em nanocristais de hidroxiapatita estruturados de forma a evitar que a luz se espalhe ou reflita na superfície dos dentes. A camada de dentina também é estruturada de uma maneira particular. Carece de canais microscópicos chamados túbulos de dentina, que dão cor aos dentes dos humanos e de outros animais. A ausência de túbulos também é responsável por tornar os dentes do dragonfish transparentes.

p "Tipicamente, os dentes não são nanoestruturados. E eles tendem a ter características em microescala, como túbulos de dentina. Do ponto de vista dos materiais, é muito interessante ver que os dentes do dragonfish têm arquiteturas que não vemos em outros, "Velasco-Hogan disse.

p "Também acho fascinante como existem semelhanças fundamentais entre os materiais no laboratório e na natureza, "ela acrescentou." Experimentalmente, sabemos que a maneira de tornar um material transparente é reduzindo seu tamanho de grão para torná-lo nanoestruturado. Portanto, ver que também é assim que a natureza está conseguindo transparência é um paralelo interessante. "

p Trabalho em equipe interdisciplinar

p Velasco-Hogan fez parte de uma equipe interdisciplinar de pesquisadores que foram os primeiros a estudar os dentes do dragonfish em detalhes. Velasco-Hogan fotografou os dentes, caracterizou sua transparência e estudou suas propriedades mecânicas. Ela trabalhou sob a direção de Marc Meyers, professor dos Departamentos de NanoEngenharia e Engenharia Mecânica e Aeroespacial na UC San Diego.

p “Meu grupo está sempre em busca de novos materiais da natureza para estudar, "disse Meyers, cuja pesquisa se concentra em biomimética. "E as colaborações interdisciplinares são uma parte fundamental do nosso trabalho. Quando reunimos cientistas de diferentes origens, podemos avançar o conhecimento em nossas áreas de maneira que um único laboratório não conseguiria fazer sozinho. "

p Eles colaboraram com Dimitri Deheyn, um biólogo marinho do Scripps Institution of Oceanography da UC San Diego que pesquisa bioluminescência e biomimética. Deheyn sugeriu a ideia para o estudo, coletou os espécimes, conduziu experimentos de imagem e caracterizou a transparência dos dentes.

p "Tirar proveito do melhor que os organismos de adaptação mostram a ambientes específicos sempre foi um motivador para a inovação tecnológica, e o dragonfish não é exceção a isso, "disse Deheyn." Claramente, ainda há uma ampla inspiração para reunir no peixe dragão e na natureza em geral, e essa interceptação entre a biologia e a engenharia por meio da biomimética é claramente um caminho lucrativo para inovações sustentáveis. "

p A equipe também envolveu o laboratório de Eduard Arzt, Diretor do Instituto Leibniz de Novos Materiais (INM) em Saarbrücken, Alemanha. Marcus Koch, que é Chefe de Análise Física do INM, analisou a nanoestrutura dos dentes com um microscópio eletrônico especializado. Birgit Nothdurft, técnico da Divisão de Análise Física do INM, realizou uma preparação altamente especializada dos espécimes.