Os materiais geralmente vêm com compensações. Com grande força, muitas vezes vem pouca flexibilidade ou elasticidade. No entanto, os sistemas biológicos podem frequentemente encontrar formas únicas de contornar estes compromissos comuns. As trombas dos elefantes têm graus de liberdade quase infinitos, usando suas trombas para se esticar em busca de alimento por até 16 horas por dia, consumindo mais de 200 kg de comida diariamente.
Isso é acompanhado pelo fato de sua pele precisar dessa proteção extensível do tronco contra os elementos e o ambiente. A pele ao redor do tronco parece ter conquistado essas compensações materiais comuns, pois pode permitir a rápida extensão do tronco, ao mesmo tempo que fornece uma camada de armadura protetora, e este artigo investiga quais mecanismos permitirão que a pele alcance uma dualidade tão complexa de força e estiramento. .
Investigamos o tronco e descobrimos que a pele estava coberta por uma espessa camada blindada, mais espessa que a carapaça de um tatu. Através de imagens manchadas de pele de elefante, descobrimos que a camada externa da pele, conhecida como estrato córneo, pode ter mais de 2 mm de espessura, o que é 100 vezes a espessura do estrato córneo do abdômen humano.
Esta espessa camada blindada protege as camadas moles por baixo, incluindo as dezenas de milhares de fibras musculares. No entanto, o estrato córneo é apenas uma das muitas camadas da pele. Mais profundamente abaixo do estrato córneo estão as camadas de um bloco de construção mais flexível, o colágeno, que fornece rigidez, flexibilidade e força à pele, músculos, tendões e muito mais.
A capacidade funcional de cada uma dessas estruturas é determinada pela forma como o colágeno está organizado. Diferentes direções de colágeno produzem estruturas diferentes. Se você olhar para as costas da mão, verá que sua pele pode se esticar paralelamente à orientação do colágeno para a parte externa da pele, proporcionando flexibilidade. Se você olhar para a palma da sua mão, sua pele estica menos, mas oferece mais resistência às forças que você encontra diariamente. Isso ocorre porque o colágeno da palma está orientado perpendicularmente. Em todo o corpo nosso colágeno possui diferentes modos que permitem diferentes funções, porém, o elefante desenvolveu uma pele que possui uma característica única que permite força e flexibilidade, possuem fibras que se emaranham como uma teia.
.png "test")
Usando um método avançado de microscopia conhecido como geração de segundo harmônico, podemos vibrar o colágeno, o que nos permite estudar essa teia e descobrir que o colágeno de elefante também interage entre as fibras de colágeno, proporcionando um emaranhado que pode ajudar a contribuir para o enrijecimento da pele. No geral, esta armadura espessa e o colágeno emaranhado fornecem aos elefantes uma pele única cobrindo sua tromba, permitindo que sua pele flexível, semelhante a kevlar, forneça força durante o alongamento. Este fenômeno de colágeno emaranhado na pele é único no elefante. Poderia inspirar a criação de materiais novos e inovadores que possam evitar compromissos, aproveitando a inteligência funcional na robótica ou mesmo criando tecidos artificiais para a saúde humana.
