Jak Wandering Meat Loaf dostal své skalnaté tvrdé zuby

Ketonová gumová bota není okouzlující stvoření. Velké aglomerované měkkýši se plazí po vodách tichomořského pobřeží a táhnou své červenohnědé tělo nahoru a dolů na břeh. To je někdy známé, ne nepřiměřeně, jako „putující sekaná“. Ale skromné ​​ketonové tělo skrývá spoustu drobných, ale obrovských zubů. Tyto zuby, které tvor používá k škrábání řas z hornin, patří mezi nejtvrdší známé materiály, které se v organismu nacházejí.

Nyní tým vědců objevil překvapivý prvek v tvrdých skalnatých zubech ketonu: vzácný minerál na bázi železa, který dříve existoval pouze ve skutečných horninách. Jemné kovové částice, silné, ale lehké, pomáhají posílit kořen zubu měkkýšů, Vědci uvedli V pondělí v časopise PNAS.

Objev by podle vědců mohl pomoci inženýrům navrhnout nové typy materiálů, kteří poskytli důkaz principu vytvořením nového inkoustu inspirovaného ketonem pro 3D tiskárny.

Keton se živí otíráním svého pružného jazyka podobného pásku, známého jako radula, o mechem pokryté kameny. Jejich velmi tvrdé zuby jsou seřazené v řadách podél tenkého kořene. Dlouhá dutá trubice, známá jako pero, zajišťuje každý zub do radiola.

Vědci již dříve zjistili, že vrcholy ketonových zubů obsahují železnou rudu zvanou magnetit, ale o tvorbě pera vědí jen málo. „Dozvěděli jsme se, že horní část zubu obsahuje železo,“ uvedl Linus Stegbauer, vědecký pracovník na univerzitě ve Stuttgartu v Německu a první autor článku. „Ale v kořenové struktuře jsme netušili, co se tam děje.“

V nové studii vědci analyzovali ketonové zuby pomocí různých pokročilých zobrazovacích technik, včetně několika typů spektroskopie, které vědcům umožňují dozvědět se o chemických a fyzikálních vlastnostech látky sledováním interakce se světlem a jinými typy elektromagnetického záření. .

Zjistili, že pero obsahuje malé částice typu kovu na bázi železa suspendované v měkčí matrici. (Matrice je vyrobena z chitinu, sloučeniny, která tvoří exoskeletony hmyzu a korýšů.)

READ  Neobvyklí dinosauři, kteří loví ve tmě

Po další analýze byli šokováni, když zjistili, že minerální částice byly santabarbarait, minerál, který dříve nebyl pozorován v živých organismech. „Byla to celá řada překvapení, a pak to stále přicházelo,“ řekl Dirk Joyster, hlavní autor a vědecký pracovník na Northwestern University.

Santabarbarait je tvrdý minerál, ale obsahuje méně železa a více vody než magnetit, což ho činí méně hustým. Minerál může umožnit ketonům vybudovat silné a lehké zuby a zároveň snížit jejich závislost na železa. „Železo je fyziologicky vzácný materiál,“ řekl Dr. Joyster.

Vědci také zjistili, že částice santapariet nebyly rovnoměrně rozloženy po celém peru. Místo toho byly soustředěny nahoře, nejblíže k povrchu zubu, a řídké byly dole, kde byl stylus připevněn k měkkému pradollu. Tento vzor distribuce vytvořil přechod, díky kterému byl stylus tužší a tužší nahoře a pružnější ve spodní části.

„Živý organismus má obrovskou prostorovou kontrolu nad tím, kam minerál půjde,“ řekl Dr. Joyster. „Myslím, že to je opravdu to, co nás přimělo přemýšlet o tom, jak to použít k výrobě materiálů. Pokud to může organismus navrhnout, můžeme udělat totéž?“

Vědci se rozhodli zkusit vytvořit nový „inkoust“ 3D tiskárny inspirovaný ketogenním zubem. Začali sloučeninou podobnou chitinu a poté přidali dvě tekutiny: jednu obsahující železo a druhou fosfát. Smícháním přísad vznikla hustá pasta pokrytá malými částicemi minerálu podobného santaparpartitu. „A pak je připraven k tisku – stačí jej přenést na 3D tiskárnu,“ řekl Dr. Stegbauer.

Inkoust po zaschnutí vytvrdl, ale jeho konečné fyzikální vlastnosti závisely na množství železa a fosfátů, které byly do směsi přidány. Čím více je přidáno, tím více nanočástic je vytvořeno a konečný materiál je tužší a tvrdší. Vyladěním receptu tímto způsobem mohou vědci vytvářet elastické a roztažitelné věci, jako je chobotnice nebo tvrdé a tvrdé jako kosti.

READ  Také kočky upadají do optických iluzí: NPR

„Mělo by být možné promíchat inkoust v poměru, který můžete vyměnit těsně před tiskem,“ řekl Dr. Juster. To by vám umožnilo změnit složení, množství nanočástic a tím i sílu materiálu za letu. To znamená, že můžete tisknout materiály, kde se síla velmi dramaticky mění na relativně krátké vzdálenosti. “

Tato technologie by mohla být užitečná v rychle se rozvíjející oblasti měkké robotiky, protože by umožnila konstruktérům vytvářet stroje, které jsou na některých místech pevné a tuhé a na jiných zase měkké a pružné. “Myslím, že by bylo skvělé, kdybyste všechny tyto přechody mohli vytisknout struktura, “řekl Dr. Goster.

You May Also Like

About the Author: Waldo Kemp

"Hrdý výtržník. Oceněný odborník na kávu. Hodně padá. Typický webový fanatik. Twitter geek."

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *