Uma nova descoberta sobre o lodo ejetado por vermes de veludo pode revolucionar o design sustentável de materiais, de acordo com um estudo dos pesquisadores da McGill College. Suas descobertas descrevem como uma estrutura de proteínas que ocorrem naturalmente, conservada entre espécies da Austrália, Cingapura e Barbados por quase 400 milhões de anos de evolução, permite a transformação do lodo de líquido para fibra e voltar novamente. É uma descoberta que pode inspirar bioplásticos recicláveis da próxima geração.
“A natureza já descobriu uma maneira de criar materiais fortes e recicláveis”, disse Matthew Harrington, professor de química e presidente de pesquisa do Canadá em química verde, que liderou o estudo. “Ao decodificar a estrutura molecular do lodo de verme de veludo, agora estamos um passo mais perto de replicar essa eficiência para os materiais que usamos todos os dias”.
Worms de veludo, pequenas criaturas semelhantes a lagartas encontradas em florestas úmidas do hemisfério sul, usam seu lodo para capturar presas. Quando ejetado, o lodo endurece rapidamente as fibras tão fortes quanto o nylon. O lodo se dissolve na água e pode ser reconstituído em novas fibras. Até agora, o mecanismo molecular por trás dessa reversibilidade continuava sendo um mistério.
Usando sequenciamento de proteínas e previsão de estrutura acionada por IA (Alphafold, a ferramenta vencedora do Prêmio Nobel de 2024), a equipe de Harrington identificou proteínas anteriormente desconhecidas no lodo que funcionam de maneira semelhante aos receptores celulares no sistema imunológico. Os pesquisadores acreditam que as proteínas do receptor funcionam para vincular grandes proteínas estruturais durante a formação de fibras. Ao comparar dois subgrupos de vermes de veludo que separavam quase 380 milhões de anos atrás, os pesquisadores demonstraram o significado evolutivo e a relevância funcional dessa proteína.
Um plano para materiais recicláveis
Os plásticos tradicionais e as fibras sintéticos são tipicamente fabricados usando precursores à base de petróleo e requerem processos intensivos em energia para fabricar e reciclar, geralmente envolvendo tratamentos de calor ou químico. O verme de veludo, no entanto, usa forças mecânicas simples – puxando e alongamento – para gerar fibras fortes e duráveis de precursores biorrenowable, que podem ser dissolvidos e reutilizados posteriormente sem subprodutos prejudiciais.
“Obviamente, uma garrafa de plástico que se dissolve na água teria uso limitado, mas, ajustando a química desse mecanismo de ligação, podemos contornar esse problema”, disse Harrington.
O estudo foi co-autor de pesquisadores da McGill College e Nanyang Technological College (NTU) em Cingapura. O próximo desafio da equipe será verificar experimentalmente as interações vinculativas e explorar se o princípio pode ser adaptado para materiais projetados.
