O diabólico besouro de ferro tem um dos mais resistentes exoesqueletos naturais. A forma como este animal consegue sobreviver pode inspirar o desenvolvimento de novos materiais com a mesma dureza.
Engenheiros da Universidade da Califórnia e da Universidade Purdue, ambas nos Estados Unidos, estão a estudar a estrutura do exoesqueleto da espécie de besouro Phloeodes diabolicus, apelidada de “diabólico besouro de ferro“, para desenvolver materiais mais resistentes e rígidos.
Segundo o EurekAlert, em experiências realizadas em laboratório, o animal conseguiu receber uma força aplicada de até 150 newtons – uma carga, pelo menos, 39 mil vezes maior do que o seu peso corporal – antes de o exoesqueleto começar a partir.
Se um pneu de um carro passasse por cima deste besouro numa superfície de terra, aplicaria uma força de aproximadamente 100 newtons. Outros besouros testados pela equipa não conseguiram aguentar nem metade da força que o diabólico besouro de ferro conseguiu suportar.
De acordo com o artigo científico, publicado no dia 21 deste mês na Nature, a supertenacidade do besouro é explicada pelos seus dois élitros, asas anteriores endurecidas que se assemelham a uma armadura e se encontram numa linha, chamada de sutura, que se estende por todo o abdómen.
Os élitros servem para proteger as asas dos animais e facilitar o voo dos insetos. No entanto, este besouro indestrutível não tem asas, pelo estes membros ganham uma nova função nesta espécie: ajudar a distribuir a força aplicada de forma mais uniforme pelo corpo.
O investigador Jesus Rivera investigou mais detalhadamente a geometria da sutura medial, que une os dois élitros, e descobriu que é muito parecida com as peças de um puzzle. O cientista construiu um dispositivo dentro de um microscópio eletrónico, o que permitiu também observar de que forma estas conexões funcionam sob compressão.
Os resultados revelaram que, em vez de se encaixar na região do “pescoço”, a microestrutura dentro das lâminas do élitro cede por delaminação, uma espécie de fratura em camadas que confere uma deformação mais suave e atenua a falha catastrófica do exoesqueleto.
A equipa usou o conceito para construir um fixador biomimético semelhante aos usados para prender peças dentro das turbinas dos aviões. A peça, feita com fibra de carbono e com segmentos que imitam a sutura do besouro, mostrou-se tão dura e resistente quanto um fixador aeroespacial padrão.
