В зубах улиток найден самый прочный материал в природе
Физиологи выяснили, что зубчики морских улиток состоят из рекордно прочного вещества. Ученые надеются, что открытие поможет проектировать новые материалы, которые найдут применение в автомобилестроении и других отраслях промышленности.
Об этом говорится в статье британских специалистов из Портсмутского университета, опубликованной в журнале Interface.
Объектом исследования стали зубчики брюхоногих моллюсков морских блюдечек. Они располагаются на радуле, особом органе, которым эти существа соскребают водоросли с камней и других объектов. Авторы статьи выпиливали из зубчиков миниатюрные образцы и затем тестировали их прочность с помощью атомно-силового микроскопа.
Опыты показали - для того, чтобы разломить зубчик, требуется приложить усилие, эквивалентное 5 гигапаскалям – примерно под таким давлением углерод превращается в алмаз в толще Земли. Ранее самым прочным природным материалом считалась паутина, однако по своей прочности она уступает зубчикам морских блюдечек в 5 раз.
Особые свойства зубчикам придает железосодержащий минерал гетит, выстроенный в длинные волокна. Они пронизывают трехмерный белковый матрикс. Интересно, что с увеличением размеров зубчиков их прочность не убывает, тогда как в случае обычных материалов при этом появляются микротрещины, негативно сказывающиеся на качестве изделий.
Авторы статьи считают, что аналогичная структура может быть использована при производстве новых синтетических волокон. Уже сейчас ясно, что материал из зубчиков моллюсков превосходит по своей прочности высокопрочное вещество кевлар, применяемое для изготовления бронежилетов.
Напомним, в 2012 году биологи установили, что конечности тропических раков-богомолов, которыми они разбивают раковины моллюсков, выдерживают огромные нагрузки. Руководство Военно-воздушных сил США надеется, что их изучение позволит создать новый тип брони.