Cientistas projetam portadores de sementes de madeira que perfuram o solo quando expostos à chuva
O mecanismo da planta do gênero “erodium”, a qual auxilia a penetração das sementes no solo, inspirou a engenharia de um novo transportador de sementes que desenrola-se e se torce quando expostos à umidade, protegendo a semente de pragas e condições ambientais adversas após o plantio.
Feita de um folheado de madeira, o transportador de sementes biodegradável pode melhorar as taxas de germinação de semeadura aérea em áreas de difícil acesso, que geralmente sofrem devido às sementes expostas aos elementos.
A nova tecnologia pode até ser usada para fornecer nematóides, fertilizantes e fungos benéficos à espécie cultivada.
"O enterro de sementes é fortemente estudado há décadas em termos de mecânica, física e ciência dos materiais, mas até agora, ninguém criou um equivalente a engenharia", diz Lining Yao, diretor do Morphing Matter Lab da Universidade Carnegie Mellon nos EUA, e autor sênior no jornal.
“A pesquisa com este transportador de sementes tem sido particularmente gratificante devido ao seu potencial impacto social. Ficamos empolgados com coisas que podem ter um efeito benéfico na natureza”.
Melhorando a funcionalidade além do que é encontrado na natureza
Algumas variedades de “erodium”, um gênero de flores de cinco petalas nativas do norte da África, Indomalaya, Oriente Médio e Austrália, evoluíram um mecanismo de sugestão para suas sementes, à medida que se adaptava a climas áridos.
A semente fica dentro de uma haste fina e fortemente enrolada com uma cauda longa e curva na parte superior. Quando o caule começa a relaxar, sua cauda torcida se conecta ao solo e faz com que o transportador de sementes se empurre na posição vertical. Então, à medida que continua relaxando, cria torque para perfurar no solo e enterrar a semente.
Mas a versão unicaudal encontrada na “Nature” só funciona bem em solos com fendas, então a equipe projetou sua versão E-Seed com três caudas.
Aumentando sua capacidade de se esforçar significativamente, a semente eletrônica tem uma taxa de sucesso de perfuração de 80% em terras planas após dois ciclos de chuva (em comparação com 0% para o erodium), tornando-o aplicável em uma gama muito mais ampla de ambientes.
“A geometria pode melhorar a funcionalidade dos materiais além do que a natureza nos oferece. Também torna o design versátil a ser aplicado a outros materiais”, diz Shu Yang, cientista de materiais da Universidade da Pensilvânia e co-autor do estudo.
Os transportadores de sementes eletrônicos são feitos de folheados finos de papel de carvalho branco-amplamente utilizados em móveis que respondem à umidade por inchaço.
A equipe desenvolveu um processo de cinco etapas para fabricar os portadores de sementes no laboratório, que envolve o tratamento da madeira através de lavagem química e moldagem das tiras de verniz em um molde impresso em três dimensões. Os pesquisadores antecipam a adaptação do processo a uma escala industrial no futuro.
De acordo com o co-autor Andreea Danielescu, diretor do Future Technologies R&D Group da Accenture Labs nos EUA, a E-Seed poderia ser usada para melhorar a resiliência ecológica.
"Tecnologias como o E-Seed podem nos ajudar a resolver problemas do mundo real, ajudando-nos a evitar deslizamentos de terra, reduzindo o impacto de espécies invasoras e melhorando o reflorestamento de lugares de difícil acesso", diz ela.
