Cientistas revelam os segredos por trás dos superpoderosos dentes de formiga

Para evitar que os eletrônicos de consumo diminuam, os engenheiros precisam construir ferramentas que sejam pequenas, mas extremamente poderosas para usar na construção dos dispositivos. Um grupo espera obter projetos da Mãe Natureza estudando algumas das ferramentas mais difíceis que conhecemos: os dentes das formigas.

Mais finos do que um fio de cabelo humano, os insetos em miniatura podem roer com força o suficiente para cortar folhas duras sem causar nenhum dano. Tudo tem a ver com a disposição uniforme dos dentes dos átomos de zinco, que permite uma distribuição uniforme da força toda vez que as criaturas pressionam algo. Os pesquisadores dizem que esse recurso pode um dia ser aplicado a ferramentas feitas pelo homem.

disse Aaron Devaraj, pesquisador sênior do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico do Departamento de Energia dos EUA e autor do livro Um estudo foi publicado sobre a formação de dentes de formiga Quarta em Relatórios Científicos. As formigas bebês “podem cortar a pele humana sem quebrar – é difícil fazer com os dentes”.

Para chegar às profundezas dos mistérios da natureza e satisfazer a necessidade da humanidade por eletrônicos de bolso – para que possamos facilmente verificar os feeds do Twitter, é claro – os pesquisadores do estudo primeiro isolaram um minúsculo pedaço de um dente de formiga. formigas dois, ou Às vezes mais, dentes na mandíbula externa curva ou mandíbula. Em seguida, a equipe se voltou para uma técnica chamada tomografia de sonda atômica, que pinta precisamente uma imagem de onde cada átomo está dentro do corpo.

“O plano era usar essa tecnologia para entender como o zinco é distribuído dentro dos dentes das formigas e como isso leva à força que você obtém”, disse Devaraj.

A tomografia por sonda atômica funciona por análise reversa. Basicamente, você coloca um elemento em uma câmara, vaporiza-o lentamente – átomo por átomo – e coleta os dados de cada ingrediente em um detector. Com essas informações, você pode reconstruir o objeto como um modelo 3D, mas desta vez com átomos reconhecíveis.

Depois de seguir essas etapas usando uma “agulha” microscópica para mordiscar formigas, a equipe descobriu que os átomos de zinco no dente – responsáveis ​​pela natureza dolorosa e penetrante das picadas de formiga – foram distribuídos de uma forma surpreendentemente uniforme, em vez de em aglomerados.

Cada vez que uma formiga morde alguma coisa, a força é completamente espalhada por seus dentes devido à dispersão uniforme dos átomos de zinco. Isso explica por que apenas cerca de 10-20% do zinco é realmente necessário para seu forte material dentário. Melhor ainda, dizem os pesquisadores, os animais acabam usando cerca de 60% ou menos força do que exigiriam se seus dentes correspondessem aos nossos dentes brancos perolados relativamente fracos, que têm diferentes tipos e diferentes distribuições de elementos.

“Químicos orgânicos e inorgânicos podem trabalhar juntos para sintetizar materiais realmente poderosos, inspirados por esses tipos de materiais”, disse Devaraj.

Aplicar o conceito de distribuição uniforme de átomos – zinco ou outros elementos – às ferramentas que constroem a tecnologia humana proporcionaria às nossas futuras ferramentas em miniatura um duplo benefício. Será mais barato, pois será necessário ter uma quantidade menor de componentes mais fortes e caros. Também será mais eficiente devido ao fato de que será necessária força durante o uso.

Em seguida, Devaraj e seus colegas pesquisadores procuram continuar encontrando maneiras de revolucionar a forma como os dispositivos técnicos compactos são construídos, analisando outras espécies minúsculas que circulam com armas poderosas.

“Já começamos a procurar por picadas de escorpião, por exemplo, presas de aranha e muitos outros tipos de ferramentas em miniatura para entender o que são os arsenais de insetos”, disse Devaraj.