Como as lagartixas desafiam a gravidade? - Eleanor Nelsen

Assista à aula completa: http://ed.ted.com/lessons/how-do-geckos-defy-gravity-eleanor-nelsen

Lagartixas não estão cobertas por adesivos, garras ou ventosas, e elas podem escalar paredes verticais e se pendurar no teto sem esforço. Como isso é possível? Eleanor Nelsen explica como as patas incríveis das lagartixas permitem que elas desafiem a gravidade.

Aula de Eleanor Nelsen, animação de Marie-Louise Højer Jensen.

É meia-noite e tudo está parado,

exceto pelo arrastar suave
de uma lagartixa caçando uma aranha.

Lagartixas parecem desafiar a gravidade,

escalando superfícies verticais

e andando de cabeça para baixo
sem garras,

adesivos, nem teias de aranha
superpoderosas.

Em vez disso, elas se aproveitam
de um princípio simples:

que cargas positivas
e negativas se atraem.

Essa atração une compostos
como o sal de cozinha,

que é feito de íons de sódio
carregados positivamente

presos a íons negativos de cloreto.

Mas os pés de uma lagartixa
não são carregados,

e nem as superfícies
por onde elas andam.

Então, o que as faz grudar?

A resposta está em uma inteligente
combinação de forças intermoleculares

e engenharia estrutural.

Cada elemento da tabela periódica
tem uma afinidade diferente para elétrons.

Elementos como oxigênio e flúor
querem muito os elétrons,

enquanto elementos como hidrogênio e lítio
não os atraem tão fortemente.

A ganância relativa dos átomo por elétrons
é chamada de eletronegatividade.

Os elétrons estão se movendo
o tempo todo

e podem facilmente se deslocar
para onde eles são mais necessários.

Assim, quando há átomos com diferentes
eletronegatividades na mesma molécula,

a nuvem de elétrons da molécula

é puxada em direção
ao átomo mais eletronegativo.

Isso cria uma pequena região
na nuvem de elétrons

onde a carga positiva
dos núcleos atômicos escapa,

bem como um amontoado de elétrons
negativamente carregados em outros lugares

Assim, a própria molécula
não está carregada,

mas tem pedaços positivamente
e negativamente carregados.

Estas cargas irregulares podem atrair
moléculas vizinhas.

Elas vão se alinhar de forma que
os pontos positivos de uma

fiquem ao lado
dos pontos negativos da outra.

Nem mesmo é necessário um átomo
fortemente eletronegativo

para criar essas forças atrativas.

Os elétrons estão sempre em movimento,

e às vezes eles se acumulam
temporariamente em um ponto.

Essa centelha de carga já é suficiente
para atrair as moléculas entre si.

Tais interações entre
moléculas não carregadas

são chamadas de forças de Van der Waals.

Elas não são fortes como as interações
entre partículas carregadas,

mas se você tiver um número suficiente,
elas podem se acumular.

Esse é o segredo da lagartixa.

Os dedos da lagartixa são cobertos
por sulcos flexíveis.

Os sulcos são cobertos por estruturas
parecidas com pêlos,

muito mais finos que o cabelo humano,
chamados cerdas.

E cada uma das cerdas é coberta
por pêlos menores chamados espátulas.

A forma minúscula das espátulas é perfeita
para o que as lagartixas querem:

grudar e soltar sob comando.

Quando a lagartixa desdobra
seus dedos flexíveis no teto,

as espátulas atinjem o ângulo perfeito
para ativar as forças de Van der Waals.

As espátulas se achatam,

criando uma grande superfície
onde as partes carregadas positivamente

se encontram com as áreas negativas
correspondentes no teto.

Cada espátula contribui com uma minúscula
parte da atração de Van der Waals.

Mas uma lagartixa
tem cerca de dois bilhões de espátulas,

criando força combinada suficiente
para suportar o seu peso.

Na verdade, a lagartixa inteira poderia
se pendurar somente com um de seus dedos.

Essa superadesão pode ser quebrada

mudando o ângulo um pouco.

Assim, a lagartixa pode descolar seu pé,

correndo atrás de uma refeição
ou afastando-se de um predador.

Esta estratégia, usando uma floresta
de cerdas especialmente moldadas

para maximizar as forças de Van der Waals
entre moléculas comuns

tem inspirado materiais sintéticos

projetados para imitar a habilidade
adesiva incrível da lagartixa.

Versões artificiais ainda não são fortes
como os dedos da lagartixa,

mas são boas o suficiente para que
um homem adulto

escale 7 metros em uma parede de vidro.

Na verdade, a presa de nossa lagartixa
também está usando forças de Van der Waals

para grudar no teto.

Assim, lagartixa descola suas patas
e a perseguição continua.