Camuflagem sintética alterna cores e texturas de acordo com o ambiente

O grupo de animais conhecidos como cefalópodes inspirou alguns cientistas do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts) a desenvolverem um material capaz dar a qualquer um as invejáveis capacidades de camuflagem de um polvo ou de um polvo, de uma lula ou de um choco. Ao enviar sinais elétricos para a estrutura, os cientistas conseguiram alterar não apenas as cores, mas também as texturas e as fluorescências da estrutura — e tudo pode ser controlado remotamente.

O princípio, de fato, é bem semelhante. Basicamente, os animais da classe cefalópode possuam uma das camuflagens mais eficientes do reino animal, sendo capazes de simular as cores e as texturas  do ambiente ao redor em questão de alguns poucos segundos — habilidade que tem inspirado cientistas ao redor do globo já há algumas boas décadas.

Contrações e relaxamentos musculares

Conforme estudo publicado na revista acadêmica Nature Communications, o material sintético desenvolvido pelo grupo coordenado pelo engenheiro mecânico Xuanhe Zhao, do MIT, e pelo professor de química da Duke University, Stephen Craig, é, essencialmente, composto por uma camada de elastômeros sensíveis a correntes elétricas.

Basicamente, a ideia é simular o mecanismo dos animais, o qual altera texturas e cores por meio de contrações musculares — de forma a tornar mais ou menos visíveis determinadas estruturas. “Em um estado relaxado, elas são realmente pequenas”, explica Zhao no artigo. “Eles as esticam como se fossem panquecas, conseguindo assim mudar de cor.”

De fato, são essas mesmas contrações que alteram as texturas, passando, por exemplo, de uma superfície lisa para uma mais acidentada — algo que, no caso dos polvos, é usado tanto como camuflagem quanto como forma de sinalização. “Essa foi a nossa ideia, partindo dessa criatura incrível”, reforça o cientista.

Elastômeros eletromecânicos

E aí que surgem os referidos elastômeros. E o melhor: trata-se de materiais industrializados relativamente acessíveis e de baixo custo. Basicamente, isso colocaria os possíveis trajes desenvolvidos com a tecnologia em uma posição muito mais atraente do que a de várias alternativas atuais — boa parte delas se valendo de módulos eletrônicos.

Assim como os animais, os polímeros flexíveis utilizados pelos pesquisadores conseguem “alterar sua fluorescência e sua textura simultaneamente”, isso em resposta às voltagens aplicadas sobre a estrutura. “Essencialmente, é algo tão rápido quanto o pressionar de um botão”, disse o Dr. Qimig Wang, também do MIT, e um dos autores do trabalho.

“Nós aproveitamos um fenômeno físico descoberto em 2011, de acordo com o qual a aplicação de voltagem podia alterar dinamicamente as texturas em superfícies de elastômeros”, diz Zhao.

Moléculas especiais

Olhando para o polímero mais de perto, há o que os pesquisadores chamaram de “moléculas especiais mecanicamente responsivas”, as quais são colocadas dentro do material elastômero. “São elas que alteram a fluorescência e as cores em resposta a diferentes voltagens”, explicou o Dr. Stephen Craig.

Naturalmente, o processo inverso respeita o mesmo princípio encontrado na pele dos animais. “Uma vez que você libera a voltagem, tanto o elastômero quanto as moléculas retornam para seus estados relaxados — justamente como a pele de um cefalópode quando seu músculo relaxa.”

Soldados com camuflagem dinâmica

Embora reforcem o potencial variado do novo material, os pesquisadores reconhecem que, a princípio, as aplicações militares devem ser a escolha mais óbvia (não por acaso, já que o Escritório de Pesquisas Navais dos EUA é um dos financiadores do estudo). Afinal, uma das maiores dificuldades dos cenários de guerra atuais vem da alternância dramática de ambientes encarada pelas tropas

“O exército dos EUA gasta milhões desenvolvendo todo tipo de padrão de camuflagem, mas eles são todos estáticos”, lembra Zhao. “As guerras modernas requerem que as tropas sejam posicionadas em vários ambientes distintos durante uma única missão. Esse sistema pode potencialmente permitir uma camuflagem dinâmica em ambientes diferentes.”

De fato, Zhao sugere que não apenas os soldados mas também os veículos militares possam, em um futuro próximo, alterarem suas cores e texturas de forma imediata — reagindo às informações sensoriais do ambiente.

Aplicações para a indústria naval

Outra aplicação mencionada pelos pesquisadores diz respeito à indústria naval. Caso o caso de um navio pudesse alterar imediatamente a textura da sua superfície, por exemplo, seria possível remover instantaneamente micróbios e estruturas como as chamadas “cracas” — as quais podem prejudicar sensivelmente a propulsão de um navio, aumentando o atrito com a água.

Experimentos prévios mostraram que mesmo uma alteração breve da superfície — digamos, passando de uma face lisa, perfeita para navegar, para uma mais rugosa — é eficiente para remover mais de 90% da incrustação presente no casco.

Desafios para a implementação

Embora não esteja diretamente envolvida com o projeto, a professora de engenharia química da Universidade de Stanford Zhenan Bao considera o estudo “um trabalho inspirador” e “uma ideia genial”. Entretanto ela lembra que ainda haverá desafios para a tecnologia.

“Eu penso que a parte significativa é combinar a habilidade de resposta químico-mecânica aos impulsos elétricos de tal forma que se possa induzir os padrões de fluorescência por demanda e de forma reversível”, disse Bao ao periódico MIT News. “Atualmente, eles conseguem apenas induzir um único tipo de padrão em cada material”, ela lembra, acrescentando que a possibilidade de alternar padrões (em um mesmo material) deve ser crucial para a proposta.