Designs inspirados pela natureza

Fictício avião futurista com projeto inspirado numa libélula (Imagem gerada por IA - Salvador Daqui em NightCafé Studio)

por Jeff Zweerink
27 de agosto de 2012

Os cientistas cada vez mais se inspiram na natureza para avanços tecnológicos, tanto no que diz respeito ao que é possível quanto à forma de realizá-lo.

A seguir, descreveremos brevemente três novos exemplos. O fato de a vida na Terra fornecer revelações e inovações para cientistas e engenheiros construírem dispositivos mais avançados se encaixa mais confortavelmente em uma cosmovisão cristã do que em uma cosmovisão naturalista e ateísta.

Como disse o sábio Yoda: "Sempre há dois, um mestre e um aprendiz". O mestre ensina e modela; o aprendiz aprende e emula. Quanto mais o aprendiz estuda o trabalho do mestre, a fim de aprender as técnicas e aplicá-las em outras situações, mais rapidamente suas habilidades se desenvolvem. Em relação ao avanço tecnológico, os sistemas biológicos oferecem designs impressionantes para o aprendiz emular. Considere estes exemplos.

Martelos de Camarão Louva-a-Deus

O camarão-louva-a-deus (nem louva-a-deus nem camarão) usa seus apêndices em forma de clava para uma variedade de propósitos, especialmente para coletar alimentos. Seus apêndices parecem relativamente frágeis; entretanto, eles podem quebrar cascas de caranguejo e até mesmo estilhaçar vidros de aquário, e com uma velocidade impressionante. A durabilidade dessas finas "clavas" [1] serviu de inspiração para uma equipe de cientistas. Esses pesquisadores determinaram que a estrutura composta exclusiva e a trama dessas notáveis clavas de camarão-louva-a-deus criam um composto muito mais forte do que muitas cerâmicas projetadas por humanos. Agora, os cientistas identificaram como a tecnologia do camarão-louva-a-deus pode ser usada para projetar melhores implantes de quadril e articulações — além de outros tipos de aplicações. A blindagem modelada inspirando-se no camarão-louva-a-deus pode possivelmente levar a veículos mais leves e resistentes a impactos. Na verdade, qualquer coisa sujeita a desgaste contínuo pode se beneficiar desse tipo de tecnologia inspirada em crustáceos.

Sistemas de Orientação do Girassol

Um campo de girassóis muda lentamente ao longo do dia, à medida que cada flor gira para seguir o Sol no céu. Essa característica, chamada heliotropismo, permite que o girassol absorva muito mais luz solar do que se a flor permanecesse em uma posição. Engenheiros que trabalham com células solares reconhecem a vantagem energética obtida com uma célula heliotrópica e frequentemente implementam um sistema mecânico para imitar esse comportamento. No entanto, os sistemas mecânicos geralmente exigem materiais extras e um sistema de controle separado para que a célula saiba para onde apontar. Engenheiros da Universidade de Wisconsin-Madison buscaram projetar um sistema heliotrópico para imitar girassóis. Eles sintetizaram um material que absorve uma gama de comprimentos de onda de luz e se contrai na presença de calor. [2] Eles então montaram um dispositivo a partir de fios desse material. À medida que mais luz solar atinge os lados expostos dos fios, eles se aquecem e se contraem, puxando assim a parte superior do dispositivo mais em linha com o Sol. Como esse dispositivo não requer partes externas para se alinhar com o Sol, ele é capaz de coletar energia com muito mais eficiência do que os projetos anteriores.

Adesivos Subaquáticos

Muitas criaturas pequenas andam facilmente em superfícies de todos os ângulos, mesmo de cabeça para baixo. Geralmente, essas criaturas utilizam a tensão superficial da água para aderir às superfícies. Além disso, um líquido cobrindo as pernas produz fortes forças capilares com superfícies secas, permitindo que as patas do inseto grudem. Contudo, esse mecanismo não funciona em uma superfície subaquática ou mesmo coberta de chuva. Então, como é possível que besouros e outros insetos andem em tais superfícies? Estudos detalhados do besouro-das-folhas demonstram como isso é possível. O besouro-das-folhas tem estruturas semelhantes a pelos em suas pernas (chamadas cerdas) e quando as pernas estão submersas na água, as cerdas trazem bolhas de ar junto. Essas bolhas efetivamente limpam a água da superfície para que os besouros possam empregar as forças capilares padrão para adesão. [3] Os cientistas então usaram o mesmo princípio para desenvolver "uma estrutura de polímero de silicone artificial com propriedades adesivas subaquáticas" que não usa nenhuma cola.

Os designs encontrados na natureza frequentemente ajudam a humanidade a desenvolver dispositivos mais avançados do que os que criamos por conta própria. Isso levanta uma questão instigante. Faz mais sentido que nosso aprendizado seja fruto de um mestre irracional e sem propósito, ou que os designs que imitamos da natureza surjam da mente de um Criador benevolente?

Notas de Fim

1. James C. Weaver et al., “The Stomatopod Dactyl Club: A Formidable Damage-Tolerant Biological Hammer”, Science 336 (8 de junho de 2012): 1275–80.
2. Chensha Li et al., “Direct Sun-Driven Artificial Heliotropism for Solar Energy Harvesting Based on a Photo-Thermomechanical Liquid-Crystal Elastomer Nanocomposite”, Advanced Functional Materials, published electronically, 1º de agosto de 2012, doi:10.1002/adfm.201202038.
3. Naoe Hosoda e Stanislav N. Gorb, “Underwater Locomotion in a Beetle: Combination of Surface De-wetting and Capillary Forces”, Proceedings of the Royal Society B, publicado eletronicamente, 8 de agosto de 2012, doi:10.1098/rspb.2012/1297.

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Traduzido de Nature’s Inspired Designs (RTB)

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