Najjači biološki materijal pronađen u zubima morskih puževa

Smatra se da je najjači biološki materijal na svijetu - niti svile iz koje je pauk vrti svoj web. Međutim, znanstvenici iz Velike Britanije su potresen ovaj prikaz: najjači materijal, prema njihovom mišljenju, su puževi zube.

Pogledaj krpeljnog zubi pod mikroskopom (foto Asa Barber).

Prema njihovom novom istraživanju, zubi priljepci (čašica Vulgata) tvrđe i jače od Kevlar webu.

"Svila web odavno smatra najjači biološki materijal na svijetu, - kaže studije glavni autor Asa Barber (Asa Barber), profesor strojarstva na Sveučilištu u Southamptonu. - Bili smo iznenađeni i uzbuđeni da ovaj naslov s pravom pripada zubima puževa",

Marine priljepci - mali puž, koji se može naći posvuda u oceanima, morima i rijekama. Oni mogu živjeti u dubokim, tamnim gudurama, a na stijenama. Njihov konični ljuska štiti čvrste noge, koji je priključen na stijenama uz fenomenalan hvat. Priljepci se hrane algama. Ostrugati večeru s gromada i stijene, oni su uvođenje dugo jezik, nakićen sa stotinama oštrim zubima.

California priljepak (foto Steve Lonhart / NOAA MBNMS).

"Unatoč činjenici da je nakon invazije priljepci su izgreben stijene, prije nitko nije pokušao provjeriti svoje zube za snagu - Barber objašnjava. - Ali priroda uvijek razvija savršenu strukturu za određenu mehanički rad, pa sam odlučio da se školjke moraju biti zubi izvanredna snaga. Studiranje priljepci koji žive na stijenama u blizini Southamptona, pokazalo je da su njihovi zubi su mineralizirana do 10% jači od webu",

Barber i njegovi kolege testirali su mikroskopski komadići priljepak zube. Duljina svakog zakrivljenog zuba je oko jedan milimetar, no istraživači su htjeli učiti mehanička svojstva nisu zakrivljene materijal. Dakle, oni čine uzorke 100 puta tanje od ljudske kose.

Dentalni materijal sastoji od mineralnih Getit obložene u hitin matrici (slika Asu Barber).

Utvrđeno je da je zubni materijal sposoban izdržati pritisak od 3 do 6,5 GPa, a web održava sve 1,3-4 GPa. Za usporedbu: stabljika bambusa može podnijeti pritisak od 1 GPa i ljudske kosti i zube - samo 0,5-0,7 GPa.

Znanstvenici sugeriraju u članku publikaciji Journal of Royal Society Interface, kako je tajna snage priljepci zuba leži u formiranju svoje vlaknaste strukture. Zbog ove strukture, čak i mala veličina uzorka nije utjecao na karakteristike čvrstoće istraživanog materijala.

U zubima puž kompozitnih vlakana su pronađeni od strane istraživača Albion, koji je tisuće puta tanja od umjetnih nanovlaknima se koriste u proizvodnji neprobojni prsluci, zrakoplova i okvira za bicikle.

Morski tanjure često nalaze u vodama u blizini obale (Foto Peter Chadwick / SPL).

Biološki kompoziti su mješavina željezni oksid i Getit Miner hitin spoja. To je, u stvari, je prirodna analogija izdržljive plastike.

Sama Getit nije najjači materijal - to bi bilo lako razbiti stijene na utjecaju. Međutim, elastična vlakna hitina matrica u kombinaciji s Getit dati materijala čvrstoća, tvrdoća i čvrstoća. Vlakna tanjure zub izdržati ogroman teret je kao da je jedan štap špageti visio sa šećerom vrećice težine 1.500 kilograma, a to bi na taj način nije slomljena.

Gastropod puž vrste čašica Vulgata u rez (foto Janek Pfeifer / Creative Commons).

Sada Barber se nada da će pronaći načine za stvaranje trajnog prirodnog materijala u laboratoriju. On vjeruje da je web je izuzetno teško proizvesti na umjetan način, ali vlakna zubi priljepci je sasvim moguće proizvesti uz pomoć trodimenzionalnog ispisa.

Fragmenti puž melju zube za razne testiranja (foto Asa Barber).

"Mislim da je potencijal rasta kristalnih vlakana u umjetnom okolišu je puno veći od onog u proizvodnji svile webu, - kaže istraživač. -Koristite materijala kao visoke čvrstoće može nam otkriti mnogo novih mogućnosti. Takav materijal će naći svoju primjenu u raznim područjima, primjerice u stomatologiji budućnosti",