D22 Testes de decolagem controlada

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A força adesiva de um inseto, ou de um cogumelo pegajoso individual, pode ser quantificada em condições perfeitamente reproduzíveis graças a testes de descolamento controlados: a pré-fixação da carga aplicada, da velocidade de descolamento, do ângulo de tração e da umidade ambiente garante que cada repetição do teste seja comparável às demais, e a montagem do inseto vivo ou do cogumelo isolado em um sensor de força de alta resolução permite que a força seja registrada em função do deslocamento ao longo de todo o ciclo de aproximação e descolamento. Existem dois protocolos básicos para essa mesma configuração de teste de descolamento controlado, que exploram a força adesiva em diferentes direções: o teste de descolamento padrão, no qual o sensor puxa o cogumelo diretamente para cima e mede a força máxima necessária para destacá-lo completamente da superfície, e o teste de cisalhamento, que, em vez disso, faz com que o cogumelo deslize lateralmente sobre a superfície e mede a resistência que o contato oferece a esse movimento de deslizamento.

A relação entre os resultados do teste de descolamento padrão e os do teste de cisalhamento não é independente, mas sim descrita por um coeficiente de atrito adesivo específico do contato, que em fungos de insetos tipicamente excede um. Isso faz com que a força tangencial que resiste ao deslizamento lateral se torne maior que a força normal que resiste à separação vertical, um comportamento oposto ao do atrito seco convencional entre duas superfícies rígidas.

Para explorar continuamente toda a gama entre essas duas direções extremas — cisalhamento puro e separação normal — o teste de descascamento com ângulo variável, proposto por Kendall, consiste em descascar o cogumelo da superfície em um ângulo de tração que varia de uma condição de cisalhamento puro a uma condição de tração completamente normal. À medida que esse ângulo de tração aumenta, a força de descascamento necessária para manter a separação também aumenta. A maneira exata como essa força de descascamento aumenta com o ângulo revela diretamente a energia de adesão do contato, uma grandeza que quantifica quanta energia é necessária para separar uma unidade de área de superfície em contato.

Quando o contato entre o cogumelo e a superfície se deforma excessivamente, ou quando seu comportamento deixa de ser proporcional como nos casos mais simples, a energia de adesão extraída do teste de descascamento não é mais suficiente para descrever a resistência real do contato. Em vez disso, utiliza-se uma grandeza mais geral conhecida como integral J, que mede a resistência adesiva do contato sem depender da geometria específica do teste. Com esse conjunto de testes e grandezas complementares, a força de adesão do inseto é caracterizada de forma reprodutível em condições controladas, tornando a adesão de diferentes espécies, diferentes cogumelos e diferentes condições ambientais rigorosamente comparável entre si.

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