cientistas japoneses descobriram como as joaninhas dobram as suas asas transplantando uma asa artificial transparente para o insecto e observando o seu mecanismo de dobragem subjacente. As descobertas do estudo, que ajudam a explicar como as asas podem manter sua força e rigidez durante o voo, tornando-se elásticas para dobragem compacta e armazenamento no solo, fornecem dicas para o design inovador de uma ampla gama de estruturas implantáveis, desde antenas de satélite a instrumentos médicos microscópicos a artigos para uso diário, como guarda-chuvas e ventiladores.

joaninhas são insetos altamente móveis que podem alternar entre andar e voar com facilidade e velocidade porque eles podem rapidamente implantar e colapsar suas asas. As suas asas consistem no elytra endurecido, nas partes dianteiras com os pontos familiares, e nas extremidades de membrana macia utilizadas para o voo, que são cobertas e protegidas pelo elytra.estudos anteriores têm sugerido que os movimentos para cima e para baixo no abdômen e complexos padrões de crease tipo origami nas asas desempenham um papel importante no processo de dobragem, mas como o movimento simples produz uma forma dobrada tão intrincada permaneceu um mistério. As joaninhas fecham o seu elytra antes de dobrarem as asas, impedindo a observação do processo detalhado, e como o elytra são elementos essenciais para dobrar, também não podem ser removidos para revelar o que está por baixo.

para estudar o mecanismo de dobragem e a estrutura, um grupo de pesquisa Japonês construiu um elitron artificial transparente a partir de resina ultravioleta curada à luz—muitas vezes aplicada na arte das unhas-usando uma impressão de silicone de um elitron que eles removeram de uma joaninha manchada de Coccinella septempuntata, e transplantou-o para substituir a asa dianteira em falta.o grupo, liderado pelo Professor Assistente Kazuya Saito do Instituto de ciência Industrial da Universidade de Tóquio, então usou Câmeras de alta velocidade para observar os movimentos dobráveis e desdobráveis da hindwing. Os cientistas descobriram que as joaninhas habilmente usam a borda e a superfície inferior do elitron, cuja curvatura se encaixa com a forma característica da curva das veias de hindwing, para dobrar as asas ao longo das linhas de crease, juntamente com movimentos abdominais de elevação resultando na fricção e puxando das extremidades em seu espaço de armazenamento dorsal.”eu não tinha certeza se a joaninha poderia dobrar suas asas com um elitron artificial Feito de resina de unhas”, diz Saito. “Fiquei surpreendido quando descobri que podia.”

além disso, os pesquisadores usaram tomografia computadorizada micro (CT) para investigar as formas tridimensionais (3D) de asas dobradas e não dobradas, e pontos de flexão na área rígida das encostas para entender o mecanismo de transformação da asa dando origem à rigidez e força necessárias para voar, e elasticidade facilitando a dobragem. Eles revelaram que uma forma curva nas veias, muito parecido com a da mola de fita—o aparelho usado para medir também conhecido como fita carpinteira—ajuda a suportar as asas. Estruturas semelhantes de mola de fita-fortes e firmes quando estendidas, mas que podem ser arbitrariamente dobradas e armazenadas em forma compacta—são amplamente utilizadas em extensões booms e dobradiças de estruturas espaciais implantáveis, como antenas de satélite.

“a técnica das joaninhas para alcançar dobras complexas é bastante fascinante e Nova, particularmente para pesquisadores nos campos da robótica, mecânica, aeroespacial e engenharia mecânica”, diz Saito.a compreensão de como as joaninhas podem alcançar os requisitos conflitantes de fortificar as suas encostas com força e estabilidade para o voo, ao mesmo tempo que as tornam flexíveis para dobragem e armazenamento compacto após a aterragem, tem implicações significativas para a Ciência da engenharia. mais informações: Kazuya Saito el al., “Investigation of hindwing folding in ladybird beetles by artificial elytron transplantation and microcomputed tomography,” PNAS (2017). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1620612114 Informação do Jornal: Proceedings of the National Academy of Sciences