Um pequeno verme marinho pode ajudar cientistas a desenvolver uma nova geração de materiais inspirados na natureza. Pesquisadores descobriram que as mandíbulas da espécie Perinereis cultrifera apresentam uma combinação incomum de proteínas e íons metálicos, formando uma estrutura com comportamento semelhante ao dos metais, mas diferente de qualquer material biológico descrito até agora.

O estudo, publicado na revista Biophysics Reviews no dia 14 de julho e divulgado pelo Instituto Americano de Física (AIP), propõe uma nova categoria de materiais naturais chamada biometais. Segundo os pesquisadores, essas estruturas podem ampliar o conhecimento sobre a evolução dos organismos e abrir novas possibilidades para a ciência dos materiais.

O que são os 'biometais'?

As mandíbulas do verme são formadas por proteínas estruturais reforçadas por íons metálicos, utilizados pelo animal para capturar, perfurar e triturar suas presas.

Embora outros materiais biológicos já tenham sido descritos como semelhantes aos metais, os pesquisadores afirmam que esse caso apresenta características próprias suficientes para justificar uma nova classificação.

Segundo o estudo, os biometais são definidos por três propriedades principais: elevada dureza, comportamento específico quando submetidos a tensão mecânica e uma estrutura formada pela interação entre proteínas e íons metálicos.

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Mandíbulas ficam mais resistentes nas extremidades

Para investigar o funcionamento desse material, a equipe utilizou a técnica de nanoindentação, que mede a resistência de um material em escala microscópica, além de análises químicas e imagens de alta resolução.

Os resultados mostraram que a concentração de íons metálicos é maior nas pontas das mandíbulas do que na região central. Essa distribuição torna as extremidades mais resistentes ao desgaste, característica essencial para a alimentação do animal.

Os experimentos também revelaram um comportamento observado em metais como cobre e prata. Em regiões extremamente pequenas, o material se torna ainda mais difícil de deformar, fenômeno conhecido como efeito de tamanho de nanoindentação de Nix-Gao.

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Material combina resistência e elasticidade incomuns

Apesar das semelhanças com metais convencionais, as mandíbulas também apresentaram uma característica incomum: a elasticidade varia conforme a escala analisada.

Segundo os pesquisadores, esse comportamento diferencia os biometais dos metais cristalinos tradicionais e indica que a estrutura interna desses materiais naturais funciona de maneira distinta.

Modelos matemáticos desenvolvidos pela equipe sugerem que essas propriedades estão relacionadas à organização atômica das proteínas e dos íons metálicos, embora o mecanismo ainda esteja sendo investigado.

Descoberta pode inspirar novos materiais

Diante dos resultados, os autores pretendem ampliar a pesquisa para outras espécies a fim de compreender como diferentes organismos produzem estruturas semelhantes.

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Segundo a equipe, estudar esses materiais naturais poderá contribuir para o desenvolvimento de novos biomateriais com alta resistência mecânica, além de ampliar o entendimento sobre as soluções criadas pela evolução ao longo de milhões de anos.