Como é que as osgas desafiam a gravidade? — Eleanor Nelsen

Vejam a lição completa em: http://ed.ted.com/lessons/how-do-geckos-defy-gravity-eleanor-nelsen

As osgas não têm adesivos nem ganchos nem ventosas de sucção, mas conseguem subir sem esforço paredes verticais e ficar suspensas no teto. Como é que conseguem fazer isso? Eleanor Nelsen explica como as patas fenomenais das osgas lhes permitem desafiar a gravidade.

Lição de Eleanor Nelsen, animação de Marie-Louise Højer Jensen

É meia-noite, está tudo calmo,

exceto o suave deslizar
duma osga à caça duma aranha.

As osgas parecem desafiar a gravidade,

subindo superfícies verticais

e andando de cabeça para baixo
sem garras,

sem colas adesivas nem teias de aranha.

Mas tiram partido
dum princípio simples:

a atração de cargas positivas e negativas.

Essa atração liga compostos,
como o sal de cozinha,

que é feito de iões de sódio
de carga positiva,

com iões de cloreto,
de carga negativa.

As patas da osga não têm qualquer carga

e as superfícies por onde
elas andam também não.

Então, como é que elas ficam coladas?

A resposta reside numa sábia combinação
de forças intermoleculares

e de engenharia estrutural.

Todos os elementos da tabela periódica
têm uma afinidade diferente por eletrões.

Elementos como o oxigénio e o flúor
gostam muito de eletrões,

enquanto elementos como o hidrogénio
e o lítio não os atraem tanto.

A avidez relativa dum átomo por eletrões
chama-se eletronegatividade.

Os eletrões giram constantemente

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

Quando há átomos de diferentes
eletronegatividades, na mesma molécula,

a nuvem de eletrões das moléculas

é atraída para o átomo
mais eletronegativo.

Isso cria um pequeno ponto
na nuvem de eletrões

em que aparece uma carga positiva
do átomo dos núcleos atómicos

assim como um amontoado de eletrões
de carga negativa, de outros locais.

A molécula em si não tem carga

mas tem pedaços de carga positiva
e pedaços de carga negativa.

Estes pedaços de cargas atraem
moléculas vizinhas umas para as outras.

Arrumam-se de modo
que os pontos positivos de uma

ficam ao lado
dos pontos negativos de outra.

Nem sequer é necessário ser
um átomo fortemente eletronegativo

para criar essas forças atrativas.

Os eletrões estão sempre em movimento

e, por vezes, acumulam-se
temporariamente num ponto.

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

Essas interações entre moléculas sem carga

chamam-se forças van der Waals.

Não são tão fortes como as interações
entre partículas com cargas

mas, se forem bastantes,
podem acumular-se.

É esse o segredo da osga.

Os dedos da osga estão revestidos
de rugas flexíveis.

Essas rugas estão cobertas
de minúsculas estruturas, tipo pelos,

muito mais finos do que o cabelo humano,
chamados setae.

Cada uma dessas setae está coberta
de filamentos ainda mais fininhos,

chamadas espátulas.

A minúscula forma de espátula é perfeita
para o que a osga tem que fazer:

colar-se e libertar-se, quando quer.

Quando a osga desdobra
os dedos flexíveis no teto,

as espátulas colocam-se no ângulo perfeito
para ativar a força van der Waals.

As espátulas achatam-se,

criando uma grande área superficial

para que as manchas
de cargas positiva e negativa

encontrem manchas complementares no teto.

Cada espátula só contribui
com uma quantidade mínima

dessa atração van der Waals.

Mas uma osga tem
cerca de 2000 milhões de espátulas,

o que cria uma força combinada
que aguenta o seu peso.

A osga até pode balançar
pendurada só por um dos dedos.

Mas esta adesão extraordinária
pode ser anulada

mudando apenas um pouco o ângulo.

Portanto, a osga pode descolar-se

para correr atrás duma refeição
ou para fugir de um predador.

Esta estratégia, que usa uma floresta
de rugas de forma especial,

para otimizar as forças van der Waals
entre moléculas vulgares

inspirou materiais artificiais

concebidos para imitar
a espantosa capacidade adesiva da osga.

As versões artificiais ainda não são
tão fortes como os dedos duma osga

mas são bastante boas
para permitir que um adulto

consiga trepar 7,5 metros
por uma parede de vidro.

As presas das osgas também usam
as forças van der Waals

para se colarem ao teto.

Portanto, a osga descola as patas
e a perseguição recomeça.