Ao olhar para uma teia, geralmente imagina-se um fio muito fino e facilmente rompível. No entanto, saber que esse filamento pode competir em resistência com vários fios de aço pode parecer difícil de acreditar. Os cientistas conseguiram entender o segredo dessa característica da seda de aranha, que a torna simultaneamente resistente e elástica.
A resistência do material é medida pelo limite de resistência à tração, que em termos simples mostra o quanto um objeto pode esticar antes de se romper. Este indicador, conhecido como limite de resistência à tração, reflete a força de tração que pode ser aplicada a um objeto antes de sua destruição e é medido em Pascal (MPa), o que corresponde a uma força de 1 Newton por metro quadrado.
O limite de resistência à tração da seda de aranha é de cerca de 1200 megapascais (MPa). Em comparação com uma liga de aço estrutural comum, que tem uma resistência de cerca de 400 MPa, vê-se que a teia é capaz de suportar uma pressão significativamente maior do que muitos tipos de aço sob tensão. No entanto, não se pode compará-la com todos os tipos de aço; algumas ligas de alta resistência atingem 760 MPa, e fios de aço especialmente fabricados podem exceder 2200 MPa. Portanto, é mais correto afirmar que a seda de aranha é um dos materiais naturais mais resistentes em relação ao seu peso.
A peculiaridade da seda não reside apenas em sua resistência, mas também em sua elasticidade muito maior em comparação com o aço. Antes de se romper, a seda de aranha pode esticar quase o dobro do seu comprimento original. Isso significa que o fio não se rompe instantaneamente sob tensão, mas pode esticar significativamente, suportando ao mesmo tempo uma tensão considerável.
Mas surge a questão: como um fio tão fino atinge tal resistência? Dentro de uma nova pesquisa, os cientistas tentaram responder a essa pergunta, estudando a estrutura atômica do fio de aranha. Pesquisadores do King's College London e da Universidade de San Diego estudaram a estrutura dos filamentos em nível microscópico.
Segundo os cientistas, o fio de aranha é composto predominantemente por proteínas, que são longas cadeias de aminoácidos. Alguns aminoácidos específicos se ligam uns aos outros como pequenas 'pontos de cola'. Essas ligações, que se formam e se desfazem repetidamente, ajudam a montar a proteína em uma estrutura unificada. É essa organização que confere à seda uma estrutura que lhe permite suportar peso sob tensão.
Os cientistas observam que essa atração mútua é mantida durante o processo de formação do fio, criando gradualmente uma nanoestrutura extremamente complexa. Essa estrutura é o que confere à seda de aranha sua resistência e flexibilidade excepcionais.
Quando a aranha tece uma teia, a seda inicialmente não é um fio rígido. As substâncias proteicas que formam os filamentos estão no órgão da aranha na forma de um líquido espesso, chamado 'dopp de seda'. Quando a aranha libera esse líquido de seu corpo e começa a tecer a teia, esse material se transforma gradualmente em um fio sólido e muito resistente. Por muito tempo, foi sabido que as proteínas formavam pequenos aglomerados líquidos antes da formação da seda, mas o quadro completo de como esses aglomerados se organizam e se transformam em um fio resistente era incerto. A nova pesquisa ajudou a entender esse processo em nível atômico.
O fio de aranha é considerado um dos materiais mais únicos da natureza e tem um enorme significado para a aranha, pois ela o usa para criar a teia, sustentar seu corpo e se mover. Suas propriedades são frequentemente comparadas com materiais resistentes como aço e Kevlar. Sua resistência em relação ao peso e sua tenacidade são particularmente impressionantes. É por isso que os cientistas tentam há décadas criar um fio artificial semelhante à seda de aranha.
Hoje, os cientistas não buscam apenas imitar a teia. Seu objetivo é entender como a natureza cria materiais tão fortes e duráveis. Isso pode ajudar no futuro a criar roupas protetoras leves, mas resistentes, partes leves e fortes de aeronaves, implantes médicos biodegradáveis e fibras para robótica macia.
A principal característica da teia não é que ela seja mais forte que qualquer aço, mas sim que ela é extremamente forte e elástica com um peso muito pequeno.
