Biomimética: dentes magnéticos como novas fontes de energia

O engenheiro químico e cientista de materiais, David Kisailus, da Universidade da Califórnia, Riverside, juntou-se ao professor assistente de agricultura, Michiko Nemoto, da Universidade de Okayama, no Japão, para investigar os dentes do quíton gigante ocidental (Cryptochiton stelleri), encontrado no norte do Oceano Pacífico.

O propósito desse novo estudo de Biomimética? Entender como os componentes da cadeia dentária do animal com regeneração constante podem criar novas fontes de energia para uma próxima geração de eletrônicos.

magnetismo do molusco como novas fontes de energia
Quíton Gigante Ocidental: créditos a Adam Kitzler e Niko Kruzel

O quíton gigante ocidental pode chegar a 36 cm de comprimento e pesar mais de 2 kg. Esses moluscos são conhecidos por suas longas cadeias de dentes bastante finos, constituídos parcialmente por magnetita, o que faz deles duros o suficiente para rasparem algas presas às rochas sem se quebrarem.

A magnetita é um mineral formado por óxido de ferro com fortes propriedades magnéticas. Por essa razão, ela já foi amplamente utilizada para a construção das bússolas. Na forma de cristais, a magnetita pode ser encontrada em alguns poucos seres vivos, como bactérias, abelhas, cupins, ursos, peixes, pássaros e até mesmo nos seres humanos.

Estudos recentes indicam que esses cristais estão relacionados ao processo de magnetorecepção, ou seja, a capacidade de perceber a polaridade ou a inclinação do campo magnético da Terra, bem como aos mecanismos de navegação animal por orientação magnética.

Biomineralização: nova fonte de energia 

Ao investigarem as moléculas de RNA dos dentes pontiagudos do quíton gigante ocidental, David Kisailuss e Michiko Nemoto encontraram uma proteína específica capaz de armazenar ferro, além de mitocôndrias que fornecem a energia necessária para metabolizar matérias-primas, transformando-as em magnetita.

dentes magnéticos como novas fontes de energia
Esquema de dentes em magnetita do quíton. Cortesia de Brent Gowan, University of Victoria Electron Microscopy Lab, à Vich High Marine

A importância do achado reside no chamado processo de biomineralização, essencial para criar novas fontes de energia de nanoescala à uma próxima geração de eletrônicos.

Conforme as pesquisas indicam, os dentes do quíton gigante ocidental possuem alta capacidade de regeneração após o desgaste. Ao entender os detalhes envolvidos na ressíntese da magnetita, os cientistas e engenheiros envolvidos no estudo partem agora para o desenvolvimento de mecanismos que controlem o crescimento do mineral, num processo de produção constante.

Saiba mais:
Biomimética: a nova geração de tecnologias Inspired-by-Nature

Devido a seus campos magnéticos, a magnetita possui propriedades elétricas e funciona como uma nano-fonte de energia. Ao ter seu esquema de síntese devidamente mapeado, o próximo passo é alcançar uma nova era de eletrônicos, marcados por autossuficiência em termos de energia e elevada durabilidade.

Outras linhas de estudo têm mostrado que os usos da magnetita podem ir ainda mais longe. Ela já se revelou bastante eficiente nos processos de purificação de água e ainda demonstra capacidade de formar ferrofluidos, que podem direcionar os medicamentos aos locais exatos onde tenham que atuar dentro do corpo humano, diminuindo efeitos colaterais.

Ainda mais, o mineral é bastante resistente à oxidação da água e a agentes abrasivos, de tal modo que pode levar à construção de materiais extremamente resistências, com os mais variados tipos de uso.

Quer saber mais sobre Biomimética?
Assine nosso Conteúdo Exclusivo!