Crédito: Roger Hanlon, deOnde está o polvo? Os cefalópodes têm uma série de características fascinantes e bizarras. Pesquisadores viram polvosarrancadaatravés do fundo do oceano em dois braços; choco extravagante bandas pretas de pulso em seus corpos; e lulaesguichar tintapara atrair companheiros. E embora os comportamentos e a biologia dos cefalópodes sejam curiosos por si só, os cientistas e engenheiros de materiais veem essas incríveis criaturas com tentáculos como uma fonte inesgotável de ideias para seus projetos biomiméticos.
“Os cefalópodes são fontes de inspiração tão empolgantes”, diz Alon Gorodetsky, cientista de materiais da Universidade da Califórnia, Irvine. “As coisas que eles fazem, como eles se movem, até mesmo seus cérebros – são como coisas de ficção científica.”
Neste segmento, Ira conversa com Gorodetsky e outros tecnólogos sobre uma série de inovações inspiradas em cefalópodes, de camuflagem adaptativa a materiais de autocura. Além disso, Brandon Echter e Lauren Young da MolecularConceptor encerram a edição deste anoSemana dos Cefalópodescom uma olhada na viagem de 1940 de John Steinbeck com o biólogo marinho Ed Ricketts para o Mar de Cortez, e dê um resumo das histórias centradas em ceph, atividades práticas e eventos da semana.
[ John Steinbeck e o mistério da lula de Humboldt. ]
Aqui estão apenas algumas das maneiras pelas quais a ciência aplicada dos cefalópodes pode beneficiar a humanidade:
Camuflagem no comando
É difícil – às vezes impossível – identificar cefalópodes na natureza. Essas criaturas de corpo mole dominaram a arte da camuflagem e podem se misturar perfeitamente em rochas ou recifes de coral com apenas uma rápida mudança dos pigmentos em sua pele.
Gorodetsky e uma equipe de pesquisadores da UC Irvine estão estudando as habilidades sorrateiras de mudança de cor dos cefalópodes para ver se truques semelhantes podem ser usados para criar roupas de camuflagem adaptáveis. Uma das ferramentas moleculares que a lula e outros cefalópodes contam para suas exibições em tecnicolor é uma proteína chamada reflectina, que serve como um bloco de construção para estruturas que mudam de cor nas células dos cefalópodes. Gorodetsky diz que em algumas dessas estruturas, camadas da proteína e outros materiais se alternam como a pilha de hambúrgueres e pães em um Big Mac.
[ Os segredos da camuflagem de cefalópodes. ]
Os cefalópodes podem manipular as proteínas em camadas (como alterar instantaneamente a textura e a espessura de hambúrgueres ou pães) para mudar rapidamente sua cor. Gorodetsky está tentando replicar esse processo com materiais artificiais. No futuro, diz ele, essas técnicas podem ser usadas para criar roupas que podem mudar de cor sob demanda, ou uniformes militares que podem adaptar sua aparência ao sentir o ambiente.
Tecido auto-regenerativo do futuro
Lulas podem ser predadores rápidos. Eles estão armados com bicos rígidos e afiados, tentáculos fortes e muitas ventosas - cada anel interno forrado com dentes minúsculos. Esses dentes à base de proteínas são como unhas e ajudam a lula a agarrar sua presa. Cientistas de materiais da Universidade Estadual da Pensilvânia descobriram que esses dentes não são apenas resistentes, mas também podem se autocurar.
[Qual era o tamanho dessa lula?]
Batalhas com presas e predadores podem danificar os dentes do anel, o que pode ser o motivo das propriedades regenerativas da proteína, explica Melik Demirel, professor de engenharia da Pennsylvania State University que lidera o projeto de pesquisa. De fato, as proteínas que compõem os dentes compartilham semelhanças com as encontradas na seda e podem ser usadas para fabricar materiais que podem se automontar. Conforme demonstrado no vídeo acima, a equipe de Demirel criou uma “cola” de proteína de anel de lula que – com apenas um pouco de água, calor e pressão – pode consertar rasgos e rasgos em tecidos.
Jatos minúsculos e poderosos
Um filhote de lula do mercado da Califórnia voa através da água do mar cheia de partículas para rastrear o movimento da água. O vídeo está lento 30x. Vídeo cortesia de Diana Li e Alyaa Taleb
Lulas estão sempre em movimento. Principalmente porque, assim como os humanos, as lulas afundarão se não nadarem, explica Diana Li, doutoranda na Estação Marítima Hopkins de Stanford. Eles desenvolveram maneiras únicas e eficientes de permanecer à tona na coluna de água.
Um jeito: bater as asas graciosas nas laterais de seus corpos, como se estivessem voando debaixo d'água. O outro é um método de locomoção mais comumente associado ao céu e ao espaço: a propulsão a jato. A criatura em forma de torpedo tem uma força impressionante por trás de seu impulso e pode até acelerar tão rápido quanto uma montanha-russa ou um carro de corrida de Fórmula 1.
“Eles são como foguetes submarinos”, diz Li.
Li estuda como lulas grandes e pequenas se impulsionam, o que dá informações a engenheiros como Kakani Katija, do Monterey Bay Aquarium Research Institute. “Podemos olhar para esses minúsculos organismos e talvez elucidar algo sobre física que não sabíamos antes”, diz Katija. E talvez novas inovações industriais ou aeroespaciais possam resultar do estudo desse jet set subaquático.
[Cefalópodes jet-setting.]
Uma lula adulta do mercado da Califórnia em uma “esteira de lula”. Li e sua equipe medem os jatos da lula após o flash de luz. O clipe é retardado 4x. Vídeo cortesia de Diana Li
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