Claudio Macedo
28/07/2016

Teia de aranha. [1]
Teia de aranha. [1]
Pesquisadores estudaram a estrutura dos fios da seda que compõem a teia de aranha para examinar como eles transmitem fônons, isto é, como propagam o som [2]. A pesquisa mostrou que a seda da aranha tem um gap na banda de fônons [3,4], assim, ela pode bloquear fônons de algumas frequências, controlando aspectos sonoros e térmicos na teia, uma vez que o calor se propaga através de materiais desse tipo via fônons.

As aranhas são hábeis em enviar e ler vibrações em suas teias, utilizando-as para localizar defeitos e alimentos. Isso significa que a seda tem a capacidade de transmitir uma vasta gama de sons, que a aranha pode interpretar, além de ser capaz de amortecer sons de algumas frequências.

Microscopicamente, a fibra da seda é composta por um feixe de nanofibrilas rígidas incorporadas num meio macio. Essas nanofibrilas são alinhadas ao longo do eixo da fibra, mas radialmente distribuídos ao acaso, resultando numa anisotropia mecânica, tanto paralela como normal ao eixo do fio.

O alongamento ou o relaxamento da fibra modifica suas propriedades acústicas. Ou seja, alterando a tensão na fibra da seda pode-se controlar a posição do gap de banda e, assim, mudar a faixa de frequências de sons que podem se propagar pelo material.

O conhecimento obtido pela pesquisa pode ser útil para criar fibras sintéticas com propriedades semelhantes às da seda de aranha. Um material desse tipo poderia ser usado no desenvolvimento de dispositivos capazes de sintonizar dinamicamente as condições de isolamento térmico e sonoro de um ambiente. O procedimento do utensílio consistiria no ajuste do gap na banda fonônica do material, regulando, assim, a condutividade térmica e acústica.

[1] Crédito da imagem: Free-Photos (Pixabay) / Creative Commons CC0. URL: https://pixabay.com/en/spider-web-cobweb-insect-nature-1030877/.

[2] Fônon é o quantum de som, isto é, uma quase-partícula análoga ao fóton, que é o quantum de luz.

[3] Banda, nesse caso, é uma faixa de valores de energia que uma partícula ou quase-partícula pode ter. Assim, um gap na banda significa que existe uma lacuna dentro dessa faixa, caracterizando um intervalo de valores de energia proibidos.

[4]. D Schneider et al. Nonlinear control of high-frequency phonons in spider silk. Nature materials 10.1038/nmat4697 (2016).

Como citar este artigo: Claudio Macedo. O incrível controle de som e calor na teia de aranha. Saense. URL: http://www.saense.com.br/2016/07/o-incrivel-controle-de-som-e-calor-na-teia-de-aranha/. Publicado em 28 de julho (2016).

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