Escama do Pirarucu – O inteligente design das escamas do maior peixe de escamas do rio amazonas e do mundo, o Nelore da Piscicultura Tropical, é agora fonte de inspiração de cientistas nos Estados Unidos no desenvolvimento de novos materiais (cerâmica flexível) baseados na verdadeira armadura que reveste todo a pele deste íncrível peixe
Nos meus tempos de Pescart (anos 70’s) atuando em vários estados da Amazônia fundando e organizando tanto unidades de Extensão Pesqueira como associações de Engenheiros de Pesca admirava as lindas ornamentações e joalharia-bijuterias artesanais que eram feitas com escama do Pirarucu, o Nelore da Piscicultura Tropical. Sempre imaginava que a estrutura das escamas dos Arapaimas gigas tinham algo de especial.
Agora um trabalho publicado no Jorna of “Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials” relata os resultados de experimentos realizados em Universidades da Califórnia em San Diego por cientistas de nanotecnologia no descobrimento de novas formas e estruturas de materias que sejam mais flexíveis e ao mesmo tempo mais resistentes.
Escama do Pirarucu e sua Valiosa Importância BioTecnológica
Esse trabalho mostra como a escama do Pirarucu pode servir de modelo estrutural para produção de novos materiais. Segundo o artigo, a escama do Pirarucu tem uma camada exterior altamente mineralizada, e uma camada interna de fibras de colágeno empilhados em uma formação similar a “madeira compensada” para máxima resistência.
Todos que vivem no amazonas sabem que se colocarem no meio de um cardume de piranhas esfomeadas um animal de 120 quilos com 60% de puro filé. Quem sai vitorioso? A resposta é o famoso boi de piranhas, nem osso resiste a ferocidade das sorridentes!
Não no caso do maior peixe de escama brasileiro e do mundo, o Pirarucu ou Arapaima gigas. Ele não só escapa, mas se delicia. O segredo do sucesso são suas escamas em formato intricado, que são agora fontes de “bioinspiração” para cientistas desenvolverem cerâmicas flexíveis.
A origem desse estudo veio de uma expedição na bacia amazônica feita por um dos autores da publicação, Marc Meyers, professor de nanoengenharia nos EUA. Ele pensou muito sobre as escamas protetoras do Pirarucu. Como o Arapaima consegue sobreviver em lagos infestados de piranhas onde nenhum outro peixe consegue?
Meyers e seus colegas criaram um laboratório experimental para colocar as piranhas juntos dos Pirarucus. Os dentes da piranha foram pressionados no sistema de escamas do Arapaima. Eles descobriram que os dentes conseguem penetrar parcialmente as escamas, mas se quebram antes de atingir o músculo.
A escama do Pirarucu combina uma camada externa de minerais com um desenho interno que consegue resistir à mordida da piranha. “Você vê isso frequentemente na natureza, onde existe algo duro por fora, mas há algo mais mole dentro”, afirma Meyers.
É uma combinação que os engenheiros gostariam de reproduzir para aplicações como coletes de soldados, que precisam ser duros e flexíveis. Outras aplicações incluem uso em energia renovável em células de combustível e design aeroespacial.”
Escama do Pirarucu e seu Design Inteligente
No caso do Pirarucu, a design inteligente das escamas serve como resistência para que possam coexistir com piranhas. Os experimentos realizados por Meyers sugerem algumas lições para os cientistas inspirados na natureza.
“Por exemplo, a combinação de materiais duros e moles dá às escamas várias formas de repelir as mordidas. Por cima, material mineralizado resistente, e por baixo fibras de colágeno em direções alternadas.
A camada externa é cerca de duas vezes mais dura que a interna, dando ao peixe uma boa armadura. Ao mesmo tempo, a estrutura interna dá uma boa resistência às escamas. “Se você organiza as fibras dessa maneira, com diferentes orientações, consegue força para todas as direções”.
Também há liberdade de movimento. A camada interna resistente mais mole e a hidratação das escamas contribuem para a habilidade de ser flexível, ainda que forte. É uma solução inteligente de design e engenharia que permite que o peixe mantenha-se móvel ao mesmo tempo em que está bem armado, além de permitir que as escamas se deformem consideravelmente antes de quebrar.
Em certos aspectos, o campo da engenharia natural é um retorno às raízes das manufaturas, quando os humanos criavam a partir do couro, dos ossos e da madeira. “Nós temos produzido materiais com uma performance muito alta, mas estamos chegando ao limite dos sintéticos”, comenta Meyers. “Agora estamos voltando a olhar para esses materiais naturais e perguntar ‘como a natureza combina essas coisas’?”
Na realidade o planeta com seus recursos naturais está repleto de designs inteligentes que podem servir de inspirações para criação de muitos outros materiais. Temos certeza que outros peixes de armadura do rio amazonas podem também ser modelos para o desenvolvimento de novos produtos únicos, inteligentes e super inovadores.
Fonte: baseado em post publicado no site ScienceDaily
Referência:
1. Y.S. Lin, C.T. Wei, E.A. Olevsky, Marc A. Meyers “Mechanical properties and the laminate structure of Arapaima gigas scales” (Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 2011; 4 (7): 1145 DOI: 10.1016/j.jmbbm.2011.03.024)
