Carapaça de escorpião inspira escudo biônico para máquinas

Mapeamento do escudo biônico natural do escorpião do deserto, que recobre suas costas e a parte superior de suas patas. [Imagem: Zhiwu et al./Langmui]

Escudo biônico
O escorpião do deserto (Androctonus australis) pode parece pouco inspirador para a maioria das pessoas, mas não para Han Zhiwu e seus colegas da Universidade Jilin, na China.
Inspirando-se no "escudo biônico" natural que o animal usa para se proteger contra as tempestades de areia do deserto, os cientistas desenvolveram uma nova forma de proteger máquinas e motores do desgaste.
Han e seus colegas explicam que a "erosão por partículas sólidas" é uma das principais causas de danos materiais e das falhas em equipamentos mecânicos, de simples canos e engrenagens a turbinas eólicas e bocais de foguetes.
Em alguns casos, filtros podem ajudar a remover as partículas, como nos motores de carros, mas ter superfícies mais resistentes à erosão pode ser uma opção mais simples e mais econômica na maioria dos casos.
E o escorpião do deserto parece ser especialista nisto, já que ele possui uma carapaça que evoluiu para permitir que ele sobreviva ao poder abrasivo das tempestades de areia.
Resistência à abrasão
Embora a carapaça do escorpião seja feita de um material duro, isso não é capaz de explicar toda a sua resistência à abrasão.
Os cientistas usaram então um scanner a laser 3D para fazer um mapa de alta precisão da superfície da carapaça do escorpião, que é cheia de microtexturas.
A seguir, eles fizeram uma simulação em computador para ver como a areia impacta sobre as diversas ranhuras da carapaça.
De posse desses dados iniciais, a equipe desenvolveu diversas variações da estrutura rugosa do animal, e partiu para os testes práticos, com várias intensidades de impacto de partículas.
"Os resultados mostraram que superfícies microtexturizadas apresentam melhor resistência à abrasão do que as superfícies lisas," escreveu o grupo.
Os pesquisadores concluíram que uma série de pequenos sulcos em um ângulo de 30 graus em relação ao fluxo de partículas dá a superfícies de aço a melhor proteção contra a erosão.