os sapos capturam presas usando saliva que afina o cisalhamento que se espalha pelos insetos quando a língua atinge e depois engrossa e gruda quando a língua se retrai – de acordo com pesquisadores nos EUA. Em combinação com as propriedades materiais únicas da língua, este fluido viscoelástico de duas fases torna a língua extremamente pegajosa, permitindo que os sapos capturem e engolam presas mais pesadas do que eles em um piscar de olhos. A pesquisa pode levar ao desenvolvimento de novos tipos de adesivos e tecnologias de manuseio de materiais, dizem os cientistas.
os sapos podem capturar insetos voadores em velocidades surpreendentes com um movimento de suas línguas semelhantes a chicote. Mas não são apenas insetos leves que eles podem agarrar. A pesquisa mostrou que uma língua de sapo pode puxar até 1,4 vezes o peso corporal do sapo. E sapos foram registrados capturando animais maiores, como ratos e pássaros.
no início do último estudo, Alexis Noel, no Instituto de Tecnologia da Geórgia em Atlanta, e colegas, filmaram sapos-leopardo comuns, Rana pipiens e outras espécies capturando grilos com uma câmera de alta velocidade a 1400 quadros por segundo. Eles descobriram que a língua de um sapo-leopardo pode capturar um inseto em menos de 0,07 s – cinco vezes mais rápido do que os humanos podem piscar.
Armadilha de mel
os cálculos da equipe mostram que, quando a língua está retraindo, a força no inseto pode atingir 12 vezes a da gravidade. A língua é capaz de aderir à presa sob tais forças porque é extremamente macia e viscoelástica, e revestida em uma saliva não Newtoniana, desbaste de cisalhamento, de acordo com os pesquisadores. O desbaste de cisalhamento é a propriedade de alguns fluidos, pelo que uma força de cisalhamento no fluido reduz sua viscosidade. Com baixas taxas de cisalhamento, a saliva é muito espessa e mais viscosa que o mel. Mas quando submetidos a altas forças de cisalhamento, por exemplo, quando a língua está acelerando para a presa, a saliva diminui, tornando-se cerca de 50 vezes menos viscosa, descobriram os pesquisadores.
“durante o impacto da presa, a saliva experimenta altas taxas de cisalhamento, resultando na saliva tornando-se fina e líquida, penetrando rachaduras de insetos”, explica Noel. “Durante a retração do inseto, a saliva experimenta baixas taxas de cisalhamento, firmando-se e mantendo o controle sobre o inseto.”
“a saliva do sapo é muito parecida com a tinta, outro fluido de desbaste de cisalhamento”, diz Noel. “A tinta é fácil de espalhar nas paredes com um pincel. Uma vez que o pincel é removido, a tinta permanece firmemente aderida à parede. Isso ocorre porque a viscosidade da tinta muda com a taxa de cisalhamento aplicada.”
Material macio
os pesquisadores também descobriram que a língua de sapo é um dos materiais biológicos mais macios conhecidos. É tão macio quanto o tecido cerebral e 10 vezes mais macio que a língua humana. A extrema suavidade permite que a língua se deforme e envolva a presa durante o impacto, criando uma grande área de contato, auxiliando na captura e adesão.
a suavidade e a natureza viscoelástica da língua também ajudam a manter contato com o inseto à medida que ele se retrai de volta para a boca. De acordo com os pesquisadores, a língua é altamente amortecida e, à medida que o inseto é puxado em direção ao sapo, ele age como um amortecedor, armazenando energia em seus tecidos moles e reduzindo as forças de separação entre saliva e inseto. Noel usa a analogia de um cordão elástico. “Se a língua fosse mais rígida, seria como um humano pulando de uma ponte com uma corda rígida enrolada no tornozelo.”
uma vez que o inseto está dentro da boca do sapo, a saliva de desbaste de cisalhamento entra para brincar novamente. O sapo retrai seus globos oculares na cavidade bucal para empurrar o inseto pela garganta. Esse movimento produz uma força de cisalhamento paralela à língua que é alta o suficiente para tornar a saliva fina e aquosa, e o inseto é liberado e engolido. A saliva bifásica ajuda em todas as fases da captura de presas: a baixa viscosidade auxilia durante o impacto e a liberação, enquanto a alta viscosidade auxilia na adesão da presa.
adesivos reversíveis
os pesquisadores acreditam que esses mecanismos poderiam inspirar o design de adesivos reversíveis sintéticos para aplicações de alta velocidade. Noel disse à Physics World que ela poderia imaginar um adesivo “sendo usado para um mecanismo rápido de coleta de objetos em drones” ou como uma maneira de pegar objetos delicados de uma correia transportadora em uma fábrica.Pascal Damman, da Universidade de Mons, na Bélgica, disse ao Physics World: “este estudo confirma o que mostramos em nosso trabalho sobre camaleões, a combinação de deformação elástica da língua junto com o muco viscoso garante uma captura eficiente das presas. No entanto, estou surpreso ao ver que a força de adesão observada para os sapos é muito menor do que a força de adesão observada para os camaleões.”
o estudo é descrito na interface da Royal Society.