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Materiais Avançados

Revestimento biônico ajuda navios a economizar combustível

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/05/2010

Revestimento biônico ajuda navios a economizar combustível
As saliências superficiais da samambaia aquática "grampeiam" a água em volta da planta, não deixando escapar a camada de ar entre o líquido e a folha.
[Imagem: Nees-Institut/Universität Bonn]

Natureza salva natureza

Cientistas da Universidade de Bonn, na Alemanha, descobriram que um "truque" usado por uma samambaia para manter-se seca pode ser usado para construir cascos de navios que deslizam mais facilmente sobre a água, aumentando sua velocidade e diminuindo o consumo de combustível.

Dadas as dimensões dos navios, do seu consumo de combustível e do transporte transoceânico, os cientistas acreditam que isso equivaleria a nada menos do que uma economia de um por cento de todo o combustível fóssil gasto no planeta, com um efeito maior do que qualquer acordo mundial sobre o meio ambiente e o clima conseguiu até hoje.

Folha à prova d'água

Saliências microscópicas na superfície de uma samambaia aquática (salvinia molesta) tornam a planta extremamente hidrofóbica.

Se ela for totalmente submersa, todo o líquido sairá imediatamente de sua superfície tão logo ela seja novamente retirada da água, deixando a samambaia absolutamente seca - mesmo que ela fique mergulhada por semanas.

Na verdade, a planta nunca fica realmente molhada, graças a uma camada de ar que se forma junto às extremidades de seus pêlos superficiais, evitando que a folha propriamente dita entre em contato direto com a água.

Super-hidrofóbico

Esse comportamento das folhas da samambaia aquática é chamado pelos cientistas de super-hidrofóbico.

Essa propriedade é interessante para uma grande variedade de aplicações, de roupas de banhos que se secam rapidamente e casos de navios mais velozes, até revestimentos para dutos por onde os líquidos viajam mais velozmente.

Várias superfícies super-hidrofóbicas já foram sintetizadas com inspiração retirada da natureza. Mas essas réplicas biomiméticas têm uma desvantagem: a camada super-hidrofóbica é instável e perde seu efeito depois de algumas poucas horas em contato com água em movimento.

Grampeador de água

Agora os cientistas alemães finalmente descobriram o truque que a samambaia aquática usa para construir sua camada de ar de proteção.

Há muito tempo se sabe que as plantas, e até alguns animais, possuem pequenas saliências parecidas com pêlos que tornam suas superfícies hidrofóbicas.

Mas os pêlos são apenas um dos lados da moeda. "Nós conseguimos demonstrar que as extremidades dessas finas nanoestruturas são hidrofílicas, ou seja, elas adoram água," explica o professor Wilhelm Barthlott.

"Elas mergulham no líquido ao redor e basicamente 'grampeiam' a água à planta em intervalos regulares. A camada de ar abaixo, desta forma, não consegue escapar facilmente," diz Barthlott.

Biônica

Além de ser uma das mais importantes descobertas da biônica nas últimas décadas, pelo menos desde que a hidrofobicidade da folha de lótus foi descoberta, há mais de vinte anos, o achado tem enorme potencial tecnológico.

Segundo os pesquisadores, mais da metade do combustível consumido pelos navios cargueiros é perdida na fricção da água com o casco. Com uma camada de ar, semelhante à mantida pela samambaia, ao longo de todo o casco, essa perda poderia ser reduzida em 10%.

Bibliografia:

Artigo: The Salvinia Paradox: Superhydrophobic Surfaces with Hydrophilic Pins for Air Retention Under Water
Autores: Wilhelm Barthlott, Thomas Schimmel, Sabine Wiersch, Kerstin Koch, Martin Brede, Matthias Barczewski, Stefan Walheim, Aaron Weis, Anke Kaltenmaier, Alfred Leder, Holger F. Bohn
Revista: Advanced Materials
Data: 28 Apr 2010
Vol.: Early View
DOI: 10.1002/adma.200904411





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