У улиток оказались очень прочные зубы
Самый прочный биологический материал нашли в зубах морских блюдечек
Принято вычислять, что самый крепкий биологический материал в мире — это шелковые нити, из которых паук плетет собственную паутину. Но английские ученые пошатнули данное представление: самым крепким материалом, согласно их точке зрения, являются зубы улиток.
По данным их новой научной работы, зубы морских блюдечек (Patella vulgata) тверже прочнее паутины и кевлара.
«Шелковая паутина продолжительное время считалась самым прочным биологическим материалом в мире, — комментирует ведущий создатель изучения Аса Барбер (Asa Barber), доктор наук машиностроения из Саутгемптонского университета. — Мы были поражены и взволнованы, найдя, что это звание по праву в собственности зубам брюхоногих моллюсков».
Морские блюдечки — это маленькие улитки, которых возможно встретить везде в океанах, реках и морях. Они смогут жить как в глубоких, чёрных ущельях, так и на прибрежных горах.
Их конусообразная оболочка защищает прочную ногу, которая крепится к камням с замечательным сцеплением. Блюдечки питаются водорослями.
Дабы соскоблить собственный обед с валунов и скал, они разворачивают долгий язык, усеянный сотнями острых зубов.
«Не обращая внимания на то, что по окончании нашествия морских блюдечек остаются поцарапанные скалы, раньше никто не пробовал проверить их зубы на прочность, — растолковывает Барбер. — Но природа постоянно развивает идеальную структуру для конкретной механической работы, так что я сделал вывод, что у моллюсков должны быть зубы неординарной прочности. Изучение блюдечек, обитающих на горах около Саутгемптона, продемонстрировало: их минерализованные зубы на 10% крепче паутины».
Барбер и его сотрудники испытали микроскопические кусочки зубов морского блюдечка. Протяженность каждого изогнутого зуба образовывает около 1 миллиметра, но исследователи желали изучить механические особенности не искривленного материала.
Исходя из этого они изготовили образцы в 100 раз уже людской волоса.
Как выяснилось, материал зубов способен выдерживать давление от 3 до 6,5 ГПа, тогда как паутина выдерживает всего 1,3—4 ГПа. Для сравнения: стебель бамбука способен вынести давление в 1 ГПа, а кости и зубы человека — всего 0,5—0,7 ГПа.
Ученые предполагают в статье в Journal of the Royal Society Interface, пишет М. Паймакова (www.vesti.ru), что секрет прочности зуба морских блюдечек кроется в образующих его волокнистых структурах. Вследствие этого строения кроме того маленький размер образцов не оказал влияние на прочностные чертей изученного материала.
В зубах улиток исследователями Туманного Альбиона были обнаружены композитные волокна, каковые в тысячи раз уже, чем неестественные нановолокна, применяемые при изготовлении пуленепробиваемых жилетов, самолетов и велосипедных рам.
Биологические композиты являются смесью оксида железа с минералом гётитом и соединением хитином. Другими словами, по сути, это природный аналог прочнейшего пластика.
Гетит сам по себе не самый крепкий материал — он бы легко вышел из строя о скалы при ударе. Но эластичные волокна хитиновой матрицы в сочетании с гетитом придают материалу прочность, крепость и жёсткость.
Волокна зубов блюдечек способны выдержать огромную нагрузку: как если бы на одну палочку спагетти навесили мешки с сахаром неспециализированным весом 1500 килограммов, и она бы наряду с этим не сломалась.
Сейчас Барбер сохраняет надежду отыскать методы создания прочного природного материала в лабораторных условиях. Он уверен в том, что паутину очень сложно изготовить неестественным образом, а вот волокна зубов морских блюдечек в полной мере возможно создавать посредством трехмерной печати.
«Я пологаю, что потенциал выращивания этих кристаллических волокон в неестественной среде существенно выше, чем у изготовления шелковой паутины, — вычисляет исследователь. —Применение материалов столь большой прочности может открыть нам множество новых возможностей. Таковой материал отыщет собственный использование в разных областях, к примеру, в стоматологии будущего».
На заставке фото Asa Barber / www.vesti.ru
