O que exatamente é a seda da aranha e como ela é tão forte? O interessante vídeo de engenharia que dá contexto a este post analisa mais de perto os diferentes tipos de seda produzidos pelas aranhas, uma das primeiras engenheiras da natureza. Desde que as aranhas rastejaram pela primeira vez, há mais de 200 milhões de anos, elas vêm tecendo todos os tipos de teias intrincadas para uma ampla gama de usos: teias de esferas em espiral, teias de lã, teias emaranhadas, teias de folhas, teias de funil e muito mais. |
Mas as aranhas usam sua seda para mais do que apenas construir teias; elas também as usam para caçar, proteger suas presas, acasalar, transportar, proteger seus ovos e se esconder de predadores. Na verdade, a maioria das aranhas nem mesmo constrói teias. Algumas usam a seda para outras construções, como alçapões, completos com dobradiças para se esconder e depois atacar presas inocentes, ou para construir túneis de seda nas laterais das árvores.
A seda que elas usam para tecer essas teias não é apenas versátil, mas também incrivelmente forte. Embora cada fio de seda de aranha seja muito mais fino do que um fio de cabelo humano, ele tem, grama por grama, uma resistência à tração mais forte do que muitos tipos de aço.
A seda da aranha é uma fibra protéica. Os principais aminoácidos nas proteínas da seda são alanina e glicina. Serina e praliné também estão presentes em quantidades significativas em alguns tipos de seda. Regiões ricas em glicina conferem elasticidade à seda da aranha, formando áreas amorfas em sua estrutura. Regiões ricas em alanina se unem por meio de pontes de hidrogênio para formar áreas cristalinas que dão força à seda da aranha.
A força é medida com base em várias propriedades. A seda da aranha é tão forte quanto o aço ou, em alguns casos, ainda mais forte quando se trata de resistência à tração, que mede a quantidade de estresse que um material é capaz de suportar antes de quebrar. A resistência à tração é medida em força por unidade de área, ou GPa. A resistência à tração do aço varia de 0,2 GPa a 2 GPa, enquanto a resistência à tração de algumas teias de aranha é de cerca de 1 GPa.
Como a seda da aranha é muito menor que o aço, é difícil entender totalmente a comparação em termos de resistência. Aviões e arranha-céus -objetos projetados para resistir a muitos elementos e forças diferentes- são feitos de aço e outros metais fortes, por isso pode ser difícil pensar em algo tão inconsequente quanto a seda da aranha como sendo mais forte.
Em termos de relação força-densidade, no entanto, a seda da aranha é muito mais forte que o aço. Essencialmente, isso significa que um fio de seda é muito mais forte para seu tamanho do que uma viga de aço.
Mas a resistência à tração e a relação resistência-densidade não são as únicas propriedades de resistência e, quando se trata de outras, a teia de aranha não é páreo para o aço. Por exemplo, a rigidez é outra propriedade importante da resistência, medindo a capacidade de um material de mudar de forma elasticamente quando a força é aplicada. Nesse caso, a seda da aranha não é nem de longe tão rígida quanto o aço, lógico está.
Inspirados por essa força e elasticidade, os cientistas de materiais da Universidade de Cambridge criaram uma seda de aranha sintética que consome menos energia do que o cultivo de seda tradicional e é mais ecológica do que tecidos à base de plástico, como poliéster, raiom, náilon e acrílico. O hidrogel é 98% água, sílica e celulose, tornando-o biodegradável.
Essa seda feita pelo homem poderia ser produzida em massa para fazer roupas de proteção, pára-quedas ou mesmo suturas cirúrgicas.
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