Зубы моллюска морское блюдечко самый прочный материал в природе
Зубы обычной разновидности моллюска морское блюдечко (Patella vulgata) прочнее кевлара и крепче паучьего шёлка, сообщают учёные в выпуске журнала The Royal Society Journal от 18 февраля.
Блюдечки – это выносливые маленькие моллюски, которые повсеместно распространены в океанах нашей планеты. Их конические раковины защищают ножку, которой они с невероятной силой прикрепляются к подводным скалам. Блюдечки питаются водорослями, выпуская длинный язык, усеянный сотнями острых зубов, которые соскребают частички пищи с камней.
Исследовательская команда из Университета Саутгемптона, Англия, во главе с профессором механической инженерии Асой Барбером изучила микроскопические фрагменты зубов этого моллюска. Каждый изогнутый зуб имеет длину около 1 миллиметра и примерно в 100 раз тоньше человеческого волоса.
По словам Барбера, секрет прочности этих зубов лежит в размерах волоконных структур, которые его формируют. До тех пор, пока размеры этих волокон находятся ниже определённой критической длины, их прочность остаётся неизменной, даже если в их материале содержатся дефекты. Сами они представляют собой биологический композит из гётита (минеральный оксид железа) и хитина, который играет роль природного пластика.
В результате такой комбинации зубы из этого материала выдерживают нагрузку, эквивалентную 1500 килограммам, подвешенным на нити толщиной со спагетти.
Следующей задачей учёных станет воспроизведение механизма, с помощью которого блюдечки создают эти уникальные материалы. И хотя паучий шёлк оказался невероятно трудным объектом для имитации в искусственных условиях, исследователи считают, что волокна зубов блюдечка можно напечатать в 3D-принтере.
Паучий шёлк является одним из самых прочных природных материалов. Его волокна имеют удельную прочность, в пять раз превышающую показатели лучших сортов стали, и при этом они могут свободно растягиваться. Самый прочный известный шёлк вырабатывают древесные пауки Дарвина, которые водятся на Мадагаскаре – их шёлк в 10 раз прочнее кевлара. Чтобы поместить вещи в перспективу – минеральные зубы блюдечка прочнее этого шёлка примерно на 10 процентов.