[ Livremente traduzido de: The Fantastic Armor of a Wonder Snail ]

Exoesqueleto de um recém-descoberto molusco gastrópode pode ajudar o desenvolvimento de novos materiais resistentes

18 de janeiro de 2010

Nas profundezas do campo de Kairei de fontes hidrotermais, a quatro quilômetros e meio de profundidade no Oceano Índico, os cientistas descobriram um molusco gastrópode cuja blindagem pode ajudar no desenvolvimento de materiais resistentes a cargas e de proteção em todas as áreas, de fuselagens de aeronaves a material esportivo.

Os pesquisadores do Centro de Pesqsuisas em Ciências e Engenharia de Material no Instituto de Tecnologia de Massachsetts, com o apoio da Fundação Nacional de Ciências, estão estudando as propriedades físicas e mecânicas da casca do molusco. Um relatório, intitulado “Protection mechanisms of
the iron-plated armor of a deep sea hydrothermal vent gastropod” (Mecanismo de proteção da couraça revestida com ferro de um gastrópode de uma fonte hidrotermal do fundo do mar), será publicado esta semana em Proceedings of the National Academy of Sciences.

O assim chamado “gastrópode dos pés-escamosos” (“scaly-foot gastropod”) tem uma concha sem igual com três camadas que pode conter novos princípios para projetos de mecânica no futuro. Mais especificamente, ele tem uma camada interna altamente calcificada e uma camada intermediária espessa. No entanto é sua camada externa extraordinária, fundida com sulfeto de ferro, que entusiasma os pesquisadores.

O campo de Kairei é uma série de profundas fendas na superfície do planeta ao longo de uma cadeia de montanhas vulcânicas abaixo do Oceano Índico. Nela, os pesquisadores de uma expedição descobriram esse caracol, até então desconhecido, em 1999.

Christine Ortiz, líder do projeto no Departamento de Ciências e Engenharia de Materiais do MIT, explica: “Os fluidos das fontes hidrotermais têm uma alta concentração de sulfetos e metais, mas este molusco é único por incorporar esses materiais abundantes no ambiente na estrutura de sua casca. Nós ficamos interessados em estudar a estrutura e as propriedades de cada camada, para ver como elas se comportam mecanicamente”, acrescentando que a cmada interior orgânica também apresenta interesse.

Os pesquisadores se mostraram particularmente interessados nas vantagens que a estrutura apresenta para a proteção contra ataques penetrantes vindos de predadores. A compreensão disto pode fornecer novas idéias para materiais que podem ser empregados em automóveis, caminhões e empregos militares. 

Para testar as propriedades da casca, os pesquisadores realizaram experiências que simularam ataques genéricos de predadores, usando tanto modelos de computador, como testes de indentação. O teste de indentação envolveu golpear o topo da casca com a ponta afiada de uma sonda para medir a dureza e rigidez da casca.

Foram encontrados alguns predadores em potencial na mesma região do gastrópode de pés- escamados. Um dos predadores, o caracol conídeo,
usa um dente em forma de arpão para furar a casca e injetar um veneno paralizante. Além deles, sabe-se que caranguejos do mar costumam prender gastrópodes com suas piunças e tentam perfurar suas conchas e/ou espremê-los, algumas vezes durante dias, até que a casca dos moluscos se quebre.

Os testes levaram à conclusão de que “cada camada do exoesqueleto [do molusco] é responsável por tarefas distintas e multifuncionais na proteção mecânica”, relatam Ortiz e seus colegas. Os testes revelam que a casca “apresenta vantagens em termos de resistência à penetração, dissipação de energia, mitigação de fraturas e seu reparo, redução de mossas e resistência a cargas de flexão e tensão”.

Ainda segunto Ortiz, “nosso estudo indica que o gstrópode de pés-escamados experimenta mecanismos de deformação e proteção muito diferentes dos demais gastrópodes. Ele tem uma proteção muito eficaz, mais do que os moluscos comuns”.

O projeto foi secundado por pesquisadores da Raytheon, Inc., Marlboro, Massachusetts e da Asylum Research, Santa Barbara, Califórnia.