Se você já tentou retirar um molusco de um paredão ou uma craca do fundo de um barco, entenderá que podemos aprender muito com a natureza sobre como fazer adesivos de alto desempenho. Os engenheiros da Tufts University tomaram nota disso e estão relatando hoje na revista Advanced Science sobre um novo tipo de cola inspirada nessas criaturas teimosamente aderentes. Usando proteína de seda fibrosa extraída de bichos-da-seda, eles foram capazes de replicar características-chave das cracas e da cola de mexilhão, incluindo filamentos de proteína, reticulação química e ligação de ferro. O resultado é um adesivo poderoso e não tóxico que cura e funciona tão bem debaixo d'água quanto em condições secas e é mais resistente do que a maioria dos produtos adesivos sintéticos atualmente disponíveis no mercado. “A junta que desenvolvemos não só é mais eficiente debaixo d'água do que a maioria dos adesivos disponíveis atualmente, mas também atinge essa resistência com muito menos quantidade de material”, disse Fiorenzo Omenetto, Frank C. Professor duplo de engenharia na Escola de Engenharia Tufts, diretor do Tufts Silklab onde o material foi criado e autor correspondente do estudo. “E como o material é feito de fontes biológicas extraídas, os produtos químicos são inofensivos, pois são extraídos da natureza e em grande parte sem envolver quaisquer etapas sintéticas ou o uso de solventes voláteis, também pode ter vantagens na produção”, acrescentou ainda.
A “equipe da cola” do Silklab prestou atenção a muitos elementos-chave para a síntese da cola aquática. Os mexilhões secretam fios longos e pegajosos chamados byssus. Esses bissos secretados formam polímeros que se incorporam às superfícies e se reticulam quimicamente para fortalecer a ligação. Os polímeros proteicos são constituídos por longas cadeias de aminoácidos, incluindo dihidroxifenilalanina (DOPA), um aminoácido contendo catecol que pode se reticular com outras cadeias. Os mexilhões acrescentam outro ingrediente especial, os complexos de ferro que reforçam o poder coesivo do bisso.
As cracas secretam um cimento forte feito de proteínas que se transformam em polímeros que se fixam nas superfícies. As proteínas nos polímeros de cimento de craca dobram suas cadeias de aminoácidos em folhas beta, que é um arranjo em zigue-zague que oferece superfícies planas e oportunidade de formar fortes ligações de hidrogênio com a proteína polimérica subsequente ou com a superfície à qual o filamento polimérico está aderindo.
Inspirada por todas essas estratégias de ligação molecular que a natureza utiliza, a equipe da Omenetto está preparada para trabalhar para replicá-las. Eles também estão aproveitando sua experiência com a química da proteína fibroína da seda extraída do casulo do bicho-da-seda. A fibroína da seda compartilha muitas das propriedades de forma e ligação das proteínas do cimento de craca, incluindo a capacidade de formar grandes superfícies de folhas beta. Os pesquisadores adicionaram polidopamina, um polímero aleatório de dopamina que apresenta catecóis reticulados ao longo de seu comprimento, muito parecido com o que as amêijoas usam para reticular seus filamentos de ligação. A resistência adesiva é significativamente aumentada pela cura do adesivo com cloreto de ferro, que fixa as ligações com os catecóis, como é o caso dos adesivos naturais de mexilhão.
