Células moles: conheça a nova classe de formas que revoluciona a natureza

Uma descoberta recente está agitando os campos da matemática e biologia: uma nova classe de formas, chamadas células moles, capazes de preencher o espaço sem cantos agudos. O mais fascinante é que essas estruturas podem, em breve, inspirar tanto modelos biológicos mais precisos quanto novas construções arquitetônicas.

Matemáticos de Oxford e da Universidade de Tecnologia e Economia de Budapeste identificaram essas formas suaves em abundância na natureza, desde conchas até células musculares.

O problema do revestimento de espaço com formas simples é antigo. Triângulos, quadrados e hexágonos são soluções clássicas em duas dimensões, enquanto cubos e outros poliedros cumprem essa função em três dimensões. No entanto, essas formas tradicionais possuem bordas retas e cantos afiados, algo que a natureza evita. 

Como explica o Professor Alain Goriely, de Oxford, “a natureza não só abomina o vácuo, como também parece abominar cantos afiados”. Basta cortar uma cebola ao meio ou observar as células de um tecido muscular para perceber que, no mundo natural, formas curvas e suaves são a regra. A pergunta que intrigava os matemáticos era: por que e como a natureza evita esses cantos?

As células moles

As células moles respondem a essa questão. Essas formas, que possuem bordas curvas e poucos ou nenhum canto afiado, são capazes de preencher espaços de maneira eficiente, sem deixar lacunas. Ao contrário dos ladrilhos rígidos que conhecemos, como quadrados ou hexágonos, as células moles possuem uma suavidade que reflete os padrões encontrados na natureza. 

Quando pensamos em um corte transversal de uma concha ou na distribuição das fibras musculares, vemos essa geometria suave em ação. Essas formas curvas parecem ser as preferidas pela natureza por causa da sua eficiência em preencher o espaço sem desperdício.

Os pesquisadores descobriram que, em duas dimensões, essas formas possuem bordas curvas e no máximo dois cantos, enquanto em três dimensões elas se tornam ainda mais complexas e interessantes. As células moles tridimensionais não têm cantos afiados, um fenômeno observável, por exemplo, nas câmaras internas das conchas de náutilo. 

Essas câmaras são exemplos naturais de células moles em três dimensões, enquanto sua seção transversal revela células moles em duas dimensões. Isso demonstra que, tanto em 2D quanto em 3D, essas formas são fundamentais para a construção de estruturas naturais.

Além disso, segundo Goriely e sua equipe, manter cantos afiados em células físicas exige muita energia, o que leva a natureza a suavizar esses ângulos. As células moles são, portanto, a solução ideal para preencher espaços sem gastar energia extra com estruturas rígidas, explicando sua presença em tecidos biológicos e outros exemplos naturais, como o crescimento de plantas e a formação de ilhas fluviais.

Inovações futuras

Além das implicações biológicas, essas descobertas podem abrir portas para novas inovações tecnológicas. Já existem arquitetos que utilizam essas formas intuitivamente para criar construções sem cantos agudos. Um exemplo disso é o trabalho da renomada arquiteta Zaha Hadid, que muitas vezes empregou formas curvilíneas em seus projetos. 

As células moles podem, portanto, revolucionar o design arquitetônico, permitindo que prédios e outras estruturas sejam criados de maneira mais orgânica e eficiente, além de proporcionar suavidade e harmonia à estética dos imóveis. 

O fato é que a descoberta dessas formas suaves não apenas resolve um antigo problema da geometria, mas também esclarece mais um ponto do funcionamento da natureza. Ao minimizar cantos e bordas retas, as células moles permitem que a natureza crie estruturas flexíveis, eficientes e esteticamente agradáveis. O que será criado a partir disso? Só o tempo — e a criatividade humana — irá dizer.