Crianças curiosas: por que a seda da aranha é tão fácil de quebrar quando é supostamente mais forte que o aço?

Professor de Comunicação Científica e Química, Universidade de Hull

Mark Lorch não trabalha, presta consultoria, possui ações ou recebe financiamento de qualquer empresa ou organização que se beneficiaria com este artigo e não revelou nenhuma afiliação relevante além de sua nomeação acadêmica.

A University of Hull fornece financiamento como membro do The Conversation UK.

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Como a seda da aranha é tão fácil de quebrar quando é mais forte que o aço? - George, dez anos, Hethersett, Reino Unido.

Obrigado pela pergunta, George – a resposta simples é que a seda da aranha quebra facilmente porque é muito, muito, muito fina. Um fio na teia de uma aranha de jardim tem apenas 0,003 milímetros de diâmetro – isso é mais de 20 vezes mais fino que um fio de cabelo da sua cabeça.

Mas há mais alguns assuntos que precisamos desvendar, para ver quão forte é a seda da aranha, em comparação com o aço.

O aço é um material denominado liga, o que significa que é uma mistura de metais. O principal metal do aço é o ferro. Outros metais são adicionados ao ferro, dependendo do que você deseja que o aço faça.

Por exemplo, facas e garfos são feitos de aço inoxidável que não enferruja. Para fazer isso você misturaria ferro e cromo.

Mas talvez você queira um aço que seja realmente forte para poder fazer edifícios e guindastes com ele. Então, você precisaria misturar ferro com uma carga de metais diferentes, incluindo titânio e vanádio.

Mas existem aços ainda mais fortes. Sua bicicleta pode ser construída com algo chamado aço maraging e é feita de ferro, níquel, cobalto, molibdênio, titânio e alumínio.

A seda é um material muito diferente do aço. Na verdade, é proteína – a mesma substância de que são feitos o cabelo e as unhas.

Usamos aço para diferentes trabalhos e as aranhas também usam seda para todo tipo de coisa. E assim como o nosso aço, as aranhas precisam de sedas diferentes para os diferentes trabalhos.

Vejamos a aranha de jardim europeia comum: esta adorável criatura tece lindas teias redondas, usando dois tipos de seda.

Os raios da teia são feitos de seda de arrasto. É forte e ligeiramente elástico, o que significa que é bom para fazer os principais suportes da teia.

O resto da teia é feito de seda de bandeira, que é menos forte, mas muito elástica, por isso é muito boa para absorver o choque quando uma grande mosca se choca contra a teia.

Mas o construtor campeão do mundo das aranhas é a aranha casca de Darwin. Produz teias enormes, do tamanho de uma mesa de cozinha.

Às vezes, são pendurados em árvores com fios de seda que se estendem através dos rios. Para garantir que essas teias permaneçam no lugar, a aranha usa fios de seda superfortes.

Agora, fiz alguns cálculos, com base no que os cientistas sabem sobre a resistência destes diferentes materiais, para comparar os aços com as teias de aranha e ver quão fortes são.

Imagine que tivéssemos um fio de cada material, com cerca de um milímetro de espessura – que é aproximadamente a largura da cabeça de um alfinete. Quem poderia se pendurar neles antes que quebrassem?

A mais fraca é a seda da linha da bandeira: uma menina de dez anos provavelmente poderia se balançar em um fio disso, mas nada muito mais pesado.

Em seguida vem o aço de alta resistência, que seria aceitável se um chimpanzé se pendurasse nele.

A seda da dragline suportaria um adulto pequeno – como o Homem-Aranha.

A seda da aranha da casca de Darwin é a próxima, ela quebraria se algo muito maior que um panda tentasse escalá-la.

E, finalmente, um gorila ficaria bem pendurado em um fio de aço maraging com um milímetro de espessura.