A pergunta cativou aqueles interessados em criar novos materiais que imitam materiais biológicos. Os resultados estão publicados na revista Science.
O bico aguçado da lula Humboldt é um dos materiais orgânicos mais duros e rígidos conhecidos. Engenheiros, biólogos e cientistas marinhos da Universidade da Califórnia, Santa Bárbara, uniram forças para descobrir como a lula macia e gelatinosa pode operar seu bico em forma de faca sem se rasgar em pedaços.
UC Santa Bárbara é uma meca para este tipo de estudo interdisciplinar, e atrai cientistas e engenheiros de todo o mundo para lidar com questões que cruzam uma ampla gama de disciplinas de ciência e engenharia.
A chave para o bico da lula está nas gradações de rigidez. A ponta é extremamente rígida, mas a base é 100 vezes mais compatível, permitindo que ela se misture com o tecido ao redor. No entanto, isto só funciona quando a base do bico está molhada. Depois de secar, a base torna-se tão rígida como a ponta do bico já dessecada.
Lulas Humboldt, ou Dosidicus gigas, têm cerca de um metro de largura e podem ferir um peixe com um movimento rápido. De acordo com o artigo, … “um bico de lula pode cortar o cordão nervoso para paralisar a presa para mais tarde jantar sem pressa”.
“As lulas podem ser agressivas, caprichosas, de repente significam, e estão sempre com fome”, disse Herb Waite, co-autor e professor de biologia na UC Santa Bárbara. “Você não gostaria de estar mergulhando ao lado de um. Uma dúzia deles podia comer-te, ou magoar-te muito.” As criaturas são muito rápidas e nadam por propulsão a jacto.
Peside humanos, o principal predador da lula é o cachalote, e estes animais mostram frequentemente as cicatrizes da batalha, com a pele manchada pelos otários afiados da lula. Waite observou que o músculo da lula está disponível em sanduíches feitos localmente, frequentemente chamados de “sanduíches de bife de calamares”
Waite acha o bico da lula atraente e interessou-se pelo pesquisador pós-doutoramento e primeiro autor Ali Miserez em juntar-se ao estudo. Miserez é filiado ao Departamento de Materiais da UCSB, ao Departamento de Biologia Molecular, Celular e do Desenvolvimento (MCDB) e ao Instituto de Ciências Marinhas.
“Eu sempre fui cético quanto à existência de alguma vantagem real em ‘materiais classificados funcionalmente’, mas o bico de lula me transformou em um crente”, disse o co-autor Frank Zok, professor e presidente associado do Departamento de Materiais da UC Santa Bárbara.
“Aqui você tem uma ‘ferramenta de corte’ que é extremamente dura e rígida na ponta e está presa a um material —- a massa muscular bucal —- que tem a consistência de gelatina”, disse Zok.
“Você pode imaginar os problemas que você encontraria se você prendesse uma lâmina de faca a um bloco de gelatina e tentasse usar essa lâmina para cortar”. A lâmina cortaria através da gelatina, pelo menos tanto quanto o objeto visado. No caso do bico da lula, a natureza cuida do problema alterando a composição do bico progressivamente, em vez de abruptamente, para que sua ponta possa furar a presa sem prejudicar a lula no processo. É um design verdadeiramente fascinante”
Zok explicou que a maior parte das estruturas engenheiradas são feitas de combinações de materiais muito diferentes, tais como cerâmicas, metais e plásticos. Juntá-las requer algum tipo de fixação mecânica como um rebite, uma porca e um parafuso, ou um adesivo como o epóxi. Mas estas abordagens têm limitações.
“Se pudéssemos reproduzir os gradientes de propriedade que encontramos no bico de lula, abriria novas possibilidades de união de materiais”, explicou Zok. “Por exemplo, se você classificar um adesivo para fazer suas propriedades corresponderem a um material de um lado e o outro material do outro, você poderia potencialmente formar uma ligação muito mais robusta”, disse ele. “Isto poderia realmente revolucionar a forma como os engenheiros pensam sobre a união de materiais”
De acordo com Waite, os pesquisadores foram ajudados pelo fato de que as lulas parecem estar se deslocando para o norte de áreas onde tradicionalmente se concentram, por exemplo, águas profundas ao largo da costa de Acapulco, México. Recentemente, no entanto, a lula Humboldt foi encontrada em números nas águas do sul da Califórnia. Dezenas de lulas mortas foram recentemente lavadas nas praias do campus, fornecendo aos pesquisadores mais bicos para estudar.
Os outros dois co-autores do artigo Science são da UCSB. Eles são Todd Schneberk, filiado à pesquisa de materiais e à MCDB, e Chengjun Sun, filiado à MCDB e ao Marine Science Institute.