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Besouro inspira fabricação de papel super branco

Besouro inspira fabricação de papel super branco
Besouro Cyphochilus, que está inspirando uma forma mais eficiente de produzir papéis com elevado nível de branco.[Imagem: Pete Vukusic]

No início de 2007, um grupo de pesquisadores ingleses descobriu que a carapaça de um minúsculo besouro pode ser a estrutura com o branco mais brilhante produzido pela natureza - e que essa estrutura poderia ser a solução definitiva para as necessidades de alvura exigidas por muitos produtos, como papéis e tintas.

Biomimetismo

Agora, a mesma equipe anunciou a descoberta de uma técnica capaz de produzir uma versão sintética da estrutura superficial responsável pela brancura das asas do Cyphochilus, abrindo o caminho para criação de um material para dar mais brancura ao papel e às tintas.

O branco do papel é criado com a adição de minerais como o carbonato de cálcio e o caulim. Contudo, para atingir o mesmo nível de brancura das asas do Cyphochilus, seria necessário uma camada desses minerais duas vezes mais grossa do que a solução encontrada pela natureza.

Pigmentação

Tanto na natureza quanto na tecnologia, as cores podem ser produzidas pela pigmentação ou por estruturas físicas com arranjo extremamente regular. Já o branco é criado por uma estrutura aleatória, capaz de refletir todas as cores simultaneamente.

O corpo, a cabeça e as pernas do besouro são cobertos por longas escamas com estruturas internas 3-D altamente aleatórias. São essas irregularidades e o espaçamento entre elas que dispersam de forma tão eficiente todos os comprimentos de onda da luz, dando ao Cyphochilus o seu branco imbatível.

Mais branco que o caulim

Os pesquisadores da Universidade Exeter, em colaboração com os engenheiros da mineradora Imerys, desenvolveram um técnica para moer os minerais até conseguir nanopartículas com o balanço adequado entre tamanho, densidade e separação entre as partículas.

Depois de aplicadas sobre a massa de celulose, as nanopartículas reproduzem de maneira aproximada a aleatoriedade presente nas escamas do besouro, produzindo um branco muito mais acentuado do que o alcançado com o uso do caulim.

Os pesquisadores agora se preparam para passar da escala de laboratório para uma planta-piloto, onde será estudado o comportamento das nanopartículas em escala semi-industrial.

Besouros

Os besouros têm sido alvo de grande atenção por parte dos cientistas, que estão aproveitando algumas características inusitadas de várias espécies para gerar produtos úteis. Veja Besouro inspira nova tecnologia de spray e Besouro brasileiro tem a chave para computadores ópticos do futuro.

Bibliografia:

Developing optical efficiency through optimized coating structure: biomimetic inspiration from white beetles
Benny T. Hallam, Anthony G. Hiorns, Peter Vukusic
Applied Optics
Vol.: 48 Issue 17, pp.3243-3249 (2009)
DOI: 10.1364/AO.48.003243




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