Μικροσκοπικά δόντια το ισχυρότερο φυσικό υλικό στη Γη

Ποιoς θα περιμένε ότι τα μικροσκοπικά δόντια των πεταλίδων θα ήταν πραγματικά πανίσχυρα

Τα δόντια της κοινής πεταλίδας των θαλασσών αποκτούν πλέον τον τίτλο του πιο δυνατού βιολογικού υλικού που είναι μέχρι στιγμής γνωστό στον άνθρωπο, εκθρονίζοντας πλέον τον μεταξένιο ιστό της αράχνης από το βάθρο του. Οι πεταλίδες διαθέτουν στη γλώσσα τους μικροσκοπικά δόντια μήκους μικρότερου του ενός χιλιοστού, με τα οποία αποσπούν τροφή από τα βράχια ή ανοίγουν ρωγμές μέσα στις οποίες χώνονται. Τα δόντια αποτελούνται από ένα μείγμα μετάλλων και πρωτεΐνης, το οποίο βρετανοί επιστήμονες δοκίμασαν στο εργαστήριο και βρήκαν ότι είναι τρομερά ισχυρό, σχεδόν τόσο δυνατό, όσο τα πιο ισχυρά υλικά που έχει φτιάξει ο άνθρωπος...

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον δρα Άζα Μπάρμπερ της Σχολής Μηχανικής του Πανεπιστημίου του Πόρτσμουθ αναφέρουν ότι η μελέτη του μυστικού της πεταλίδας μπορεί να βοηθήσει μελλοντικά στο να βελτιωθούν περαιτέρω -να γίνουν πιο ελαφρά και ανθεκτικά- διάφορα τεχνητά συνθετικά υλικά που χρησιμοποιούνται στα αεροπλάνα, στα πλοία και στα αυτοκίνητα, καθώς και στα σφραγίσματα των δοντιών.

«Η βιολογία, αποτελεί μεγάλη πηγή έμπνευσης για έναν μηχανικό. Αυτά τα δόντια (πεταλίδας) είναι φτιαγμένα από πολύ μικρές ίνες, διατεταγμένες με έναν συγκεκριμένο τρόπο. Πρέπει να δημιουργήσουμε δικές μας υλικές δομές ακολουθώντας τις ίδιες σχεδιαστικές αρχές», δήλωσε ο Άζα Μπάρμπερ. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Interface».

Τα πειράματα

Τα εργαστηριακά πειράματα έδειξαν πως τα δόντια πεταλίδας είναι έως πέντε φορές πιο δυνατά από το μετάξι της αράχνης (υπάρχουν διάφορα είδη μεταξιού με διαφορετική αντοχή), θέτοντας έτσι ένα νέο ρεκόρ δύναμης υλικού στο πεδίο της βιολογίας. Το δόντι πεταλίδας αντέχει σε πίεση περίπου πέντε γιγαπασκάλ (GΡa), όσο η πίεση που απαιτείται για να μετατραπεί ο άνθρακας σε διαμάντι στο υπέδαφος της Γης. Συγκριτικά, το πιο δυνατό μετάξι φθάνει τα τέσσερα γιγαπασκάλ (το κοινό μετάξι έχει μόνο 1,3 GPa), το μπαμπού το ένα γιγαπασκάλ, ενώ τα ανθρώπινα οστά και δόντια έχουν μόνο 0,7 και 0,5 GΡa αντίστοιχα.

Σε σχέση με τα ανθρωπογενή υλικά, τα δόντια πεταλίδας, που έχουν ως βασικό υλικό τον γαιτίτη (ένα κρύσταλλο που περιέχει σίδηρο), είναι πιο γερά από τις ίνες Κέβλαρ από τις οποίες φτιάχνονται τα αλεξίσφαιρα γιλέκα και κράνη και σχεδόν τόσο γερά όσο τα καλύτερα ανθρακονήματα που χρησιμοποιούνται στην αεροδιαστημική.

Η πεταλίδα είναι γαστερόποδο μαλάκιο, με πιο γνωστό είδος το εδώδιμο Patella cerulea, που ζει και στις ελληνικές ακτές. Το όστρακό της έχει σχήμα κώνου, με ακτινωτές προεξοχές στην εξωτερική επιφάνειά του και δόντια στην περιφέρειά του. Οι πεταλίδες ουσιαστικά είναι θαλάσσια σαλιγκάρια, που ζουν στα ρηχά. Προσκολλώνται στους βράχους, όπως τα μύδια και τα στρείδια, και για να προστατευθούν από την ξηρασία στη διάρκεια της αμπώτιδας, σκάβουν ένα μικρό κοίλωμα στα βράχια. Όταν γίνεται πλημμυρίδα, έρπουν και πάλι στην αρχική θέση τους.

www.tovima.gr