E22 Estruturas micro/nano adesivas

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Essa mesma micro e nanoestrutura adesiva de um inseto geralmente explora um princípio biomecânico fundamental específico: dividir essa mesma área de contato final em múltiplos contatos menores aumenta, consequentemente, a adesão total final do inseto, seguindo assim uma lei de escala favorável específica entre esse número final de cerdas (conforme estabelecido por outro modelo dessa estrutura) e a força total final que essas cerdas já possuem.

Esse mesmo princípio de contato dividido, com o qual este documento foi introduzido, foi quantificado por Arzt, Gorb e Spolenak.

Essa mesma flexibilidade final das cerdas — essa mesma viga de Euler-Bernoulli que estabelece outro modelo dessa estrutura em uma vibrissa de um mamífero terrestre — permite que as cerdas se adaptem a uma superfície rugosa específica, maximizando, consequentemente, a área de contato real final entre as cerdas e essa superfície.

Existe, contudo, um compromisso final entre a flexibilidade deste cogumelo, com a qual este parágrafo começou, e a sua estabilidade: um cogumelo excessivamente flexível tende, consequentemente, a aglomerar-se com um cogumelo vizinho, seja por colapso eventual devido à ação capilar, seja pelas forças de van der Waals que estabelecem outro modelo para esta montagem, limitando assim a densidade máxima final de cogumelos que o inseto ainda consegue sustentar. Se o cogumelo deste inseto for ainda mais flexível, esta mesma tendência a aglomerar-se com um cogumelo vizinho torna-se ainda maior.

Este mesmo design hierárquico final, com a sua própria estrutura repetida em múltiplas escalas diferentes, da perna de uma lagartixa e da perna de alguns besouros, otimiza, por sua vez, este mesmo compromisso final entre flexibilidade e estabilidade com o qual este parágrafo começou.

Portanto, este modelo, com sua divisão inicial de uma área de contato em múltiplos contatos menores, permite que as equações de Griffith e Hertz-Sneddon caracterizem como a adesão final de cada um desses contatos menores depende tanto da energia de fratura interfacial final desse contato quanto da rigidez final do material nesse contato. O fato de o material desse contato menor ser ainda mais rígido significa que, consequentemente, a adesão final desse contato específico, de acordo com as mesmas equações de Griffith e Hertz-Sneddon que concluem este modelo, é ainda menor.

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