Bioarmaduras: a natureza empresta o conhecimento aos humanos

Armadura produzida a partir do projeto do MIT. (Fonte da imagem: Reprodução/Neri Oxman e W. Craig Carter para a revista Popular Science)

Não é de hoje que a natureza serve de inspiração para que cientistas criem os mais variados tipos de tecnologias, incluindo o velcro, alguns modelos de trem-bala japoneses, um carro biônico da Mercedez-Benz, a tela Mirasol da Qualcomm e até a arquitetura de um edifício inteiro no Zimbabwe. Clique aqui para obter mais detalhes sobre essas ideias “roubadas” de animais e plantas.

Seguindo essa linha de pensamento e de observação, muitos pesquisadores, engenheiros e designers, entre outros profissionais, estão trabalhando no desenvolvimento de itens cada vez mais complexos e úteis para a sociedade. Mas, dessa vez, olhando para nós mesmos: os seres humanos. Exemplo disso é a bioarmadura projetada pelo MIT — um dos centros de ciência e tecnologia mais respeitados do planeta.

A natureza humana como fonte de inspiração

Neri Oxman é diretora do grupo de pesquisa Mediated Matter, do Laboratório de Mídia do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, o qual é responsável pelo projeto que prevê a fabricação de peles e “armaduras” inspiradas nos próprios tecidos do corpo humano.

Protótipo de segunda pele produzida com o material desenvolvido por Neri Oxman e sua equipe de pesquisa. (Fonte da imagem: Reprodução/Neri Oxman e W. Craig Carter para a revista Popular Science)

O estudo está sendo baseado no conceito do sistema de reação-difusão (RD). Essa teoria originou-se na década de 50 com a proposição do chamado Mecanismo de Turing, do matemático Alan Turing, e combina conhecimentos da biologia e da química para explicar como os organismos vivos conseguem desenvolver determinados padrões de forma.

A ideia inicial desse conceito era tentar entender como as milhões de células que compõem o corpo de um animal se organizam de forma eficiente para promover estruturas tão bem definidas. Um exemplo disso seria a pigmentação da pele que forma as listras de uma zebra ou as manchas de uma onça-pintada. Para Turing, tal ordenação celular aconteceria a partir de estímulos e processos físico-químicos.

Transformando em pixels

Com base nisso, Oxman e seu grupo de pesquisa descobriram que as substâncias que formam a coloração da nossa pele possuem reações fortes o suficiente para que os cientistas acreditassem que elas também “orientam” como a pigmentação é distribuída.

Junto com Craig Carter, a diretora do MIT conseguiu formular, com base no sistema RD, uma equação que resultou em mapas de bits, ou seja, grosso modo, originou representações gráficas em forma de pixels dessa estrutura cutânea. Essas “imagens” mostram a correta organização e distribuição que os fotopolímeros (material composto usado na fabricação dos protótipos) devem adotar.

AmpliarUma das criações de Oxman fabricadas com o FGM que fez parte da exposição Imaginary Beings: Mythologies Of The Not Yet em Paris. (Fonte da imagem: Reprodução/Wired)

A partir daí, os pesquisadores só precisam enviar os bitmaps para uma impressora 3D. O equipamento se encarrega do resto, construindo o “tecido” que a equipe de pesquisa denominou como “material funcionalmente graduado” (ou simplesmente FGM — sigla para Functionally Graded Material).

1.001 utilidades

Diferente da maioria dos materiais convencionais, o FGM não é completamente homogêneo, o que dá a ele a possibilidade de assumir diferentes formas e ser aplicado com finalidades diversificadas. Essas flexibilidade e versatilidade também existem na nossa pele.

Segundo Neri Oxman, citada pela revista Popular Science, “nossa pele é estruturada de maneira muito parecida aos FGMs: os poros do nosso rosto são largos, com o objetivo de filtragem, enquanto os poros das nossas costas são bem menores, criando uma barreira protetora”.

As armaduras do grupo de pesquisa são constituídas de diversas camadas de 16 mícrons e, como não poderiam deixar de ser tendo origem nesses conceitos, elas são multiuso. Algumas das peles e vestimentas já usáveis produzidas pelo MIT estiveram em exposição no ano passado no Centre Pompidou, um complexo cultural em Paris.

A previsão dos responsáveis pelo projeto é de que o material possa servir para a fabricação de roupas, aparatos militares, equipamentos médicos, objetos decorativos e até dispositivos eletrônicos.

Nenhuma novidade para o mundo militar

Como mencionado, esse exemplo liderado pela Neri Oxman não é o único que teve como fonte de inspiração a natureza. Aqui mesmo no Tecmundo, você já deve ter lido outras notícias e artigos de tecnologias inspiradas no mundo animal.

(Fonte da imagem: Reprodução/UC San Diego)

Esse tipo de experimento é mais comum na área militar. Por exemplo, a Universidade da Califórnia trabalha há algum tempo em um material para ser aplicado em coletes à prova de bala com base na estrutura da escama do peixe amazônico arapaima, o qual é mais conhecido como pirarucu.

Outro projeto, dessa mesma instituição de ensino e pesquisa, objetiva criar equipamentos de proteção mais eficientes a partir da carapaça e das patas de um crustáceo chamado tamarutaca.