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"Todos os insetos são feitos de um material chamado cutícula," disse o Dr. Jan-Henning Dirks, que estudou as propriedades deste material surpreendente em conjunto com o professor de Engenharia Mecânica, David Taylor, no Departamento de Engenharia Mecânica e Produção.
Cutícula inseto é o material mais comum segundo natural do mundo após madeira, e é um das mais versáteis. "Todo o corpo exterior do inseto é feita a partir da cutícula.", Disse Dirks. "Imagine uma casa toda construída a partir de um único material: o telhado, as paredes, as janelas, mesmo as articulações da porta. A versatilidade de cutícula é incrível. Estamos cercados por todos os dias, ainda não sabemos quase nada sobre suas propriedades".
As pernas traseiras de gafanhotos foram uma das primeiras amostras dos dois pesquisadores analisaram em detalhe. "Durante a saltar e chutar, pernas de gafanhoto tem que suportar forças muito grandes", disse Taylor. "Assim, se perguntando se as pernas estivessem de alguma forma especial?".
Os dois pesquisadores mediram então a força necessária para dobrar e quebrar as pernas simples gafanhoto. Eles descobriram que, embora as pernas não sejam muito duras, surpreendentemente eles podem suportar forças extremamente altas antes de realmente frear, mesmo quando pequenos cortes foram introduzidos deliberadamente para enfraquecê-los. "Normalmente, se você quer uma tenacidade à fratura elevada você tem uma alta rigidez", disse Dirks.Contudo, as suas experiências mostram que as pernas de gafanhoto têm uma combinação quase exclusiva de rigidez relativamente baixa com uma elevada tenacidade.
"A tenacidade medimos para a perna gafanhoto é das mais elevadas do que qualquer outro material biológico", disse Taylor. "A cutícula é mais resistente do que o osso, e tão bom como galhadas ou chifre." Isso dá a perna de inseto uma excepcional capacidade de tolerar os defeitos como rachaduras e danos, que possam ocorrer durante o salto ou a luta.
As experiências também revelam que a rigidez e a resistência das pernas gafanhoto dependem fortemente da quantidade de água no material, com uma troca entre ambas as propriedades. Com menos água torna-se a cutícula mais dura, porém também mais frágil. "Agora nós sabemos como notavelmente cutícula pode ser difícil, queremos entender exatamente como ele consegue isso tenacidade.", Disse Dirks. "Isso pode nos ajudar a desenvolver novos bioinspirados materiais leves e duráveis".
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