Редактор «Гиктаймс»
733,2
рейтинг
20 февраля 2015 в 13:06

Зубы морского блюдечка — самый прочный материал в природе



Секрет паутинных желёз паукообразных больше не считается самым прочным природным материалом, хотя предел прочности паутины 1,3 гигапаскаля очень впечатляет (для сравнения, у стали предел прочности составляет от 0,5 до 3 ГПа).

Но в природе найден материал ещё прочнее, чем паутина, сталь или графитовые нитевидные кристаллы. В журнале Journal of the Royal Society Interface опубликована статья “Extreme strength observed in limpet teeth”, которая требует обновления книги рекордов.

Исследователи замерили предел прочности у материала, из которого состоят зубы морского блюдечка — водных брюхоногих моллюсков вида Patella vulgata. Оказалось, что в зависимости от участка зуба, предел прочности колеблется от 3 до 6,5 ГПа.

На фотографии со сканирующего электронного микроскопа показана структура зубов морского блюдечка. Длина каждого зуба — около 100 микрометров.



На более крупных снимках видно, что зубы состоят из протеиновой матрицы с вкраплением отдельных волокон длиной примерно 3 микрометра и толщиной около 20 нанометров. Такую структуру можно назвать армированным композитным материалом.



Сами волокна состоят из гётита, железосодержащего минерала с формулой FeO(OH).

Хотя этот материал уступает по прочности некоторым искусственным материалам, как графен, но он оставляет далеко позади сталь и кевлар, не говоря уже обо всех материалах, которые встречаются в природе. По прочности он примерно соответствует самому высококачественному углеволокну.

Учёные предполагают, что прочность материала может найти применение, например, в стоматологии.
Анатолий Ализар @alizar
карма
681,6
рейтинг 733,2
Редактор «Гиктаймс»
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (35)

  • +18
    этому блюдечку палец в рот не клади…
    • +2
      Да ничего страшного у улиток ротовой апарат устроен не кусательно.
  • +8
    В стоматологии слишком прочный и твёрдый материал тоже плохо. Будут стираться ткани зуба антагониста. В идеале материал должен быть точной копией по всем физическим параметрам.
    • +5
      Все сразу и заменить.
      • +3
        image
        Все уже придумано до нас
    • +2
      Ну так не обязательно же для самих зубов/протезов. Можно наверняка и для инструмента использовать.
  • +7
    брюхоногих моллюсков типа Patella vulgata

    вида Patella vulgata. А тип Mollusca.
  • +2
    Но в природе найден материал ещё прочнее, чем паутина, сталь или кристаллический графит

    Кристаллический графит — очень и очень непрочный материал. Или речь шла о графене?
    • 0
      Возможно, имеется в виду алмаз.
      • +1
        Ну тогда хотя-бы «кристаллический углерод».
  • +4
    Интересно для чего эволюция создала такой прочности зубы. Быстрый поиск подсказал, что они питаются водорослями, вряд ли они требуют такой прочности.
    • +24
      «Извините, случайно получилось» (с) Эволюция
      • +3
        После просмотра документальных передач про морское сообщество, такая фраза очень часто напрашивается.
        • +3
          Они соскребают водоросли с камней.
    • +1
      А мне вот время интересно, почему у человека в процессе жизни зубы не обновляются. Как у акул например.
      • +2
        Смена молочных зубов может является частью незавершенной эволюции.
      • +4
        Расплатой за это была бы необходимость носить чешую.
      • +20
        Эволюция закрепляет только то, что передаётся дальше. Средняя продолжительность жизни Homo Sapiens Sapiens лет 25-30. Потом болезни, голод, хищники. Комплект постоянных зубов формируется к 14 годам. 15 лет вполне нормальный срок эксплуатации. А если у бабушки вылезает третья смена зубов — это никак не увеличит вероятность передачи генов дальше. Даже, если это и увеличит выживаемости. Эволюции пофиг на особей после репродуктивного периода. Свой функционал они выполнили. Отсюда многие болезни старости. Грубо говоря, тестирование проводится только в рамках гарантийного строка.
        • +3
          Виды с долго живущими особями будут образовывать более сильные и умелые стаи, которые будут способствовать выживанию всех её членов. Поэтому и после гарантийного срока важна выживаемость. Не говоря уже о том, что размножаться можно лет до 60 и это тоже полезно для выживания.

          Но приоритет, конечно — дожить до репродуктивного возраста и оставить хотя бы трёх потомков. Это уже даёт экспоненциальный рост популяции. Остальное только увеличивает константу.
          • +7
            В теории да. Но мы вышли из-под прямой эволюции с обретением разума, а биологически мы все тот же вид с небольшой продолжительность жизни. Отсюда протезы, очки, препараты для коррекции давления, катаракта и прочие радости. Нужен более длительный период, для биологического закрепления.
      • 0
        Мне более интересно зачем эволюция встроила в зубы нервы и дала нам зубную боль? Предназначение боли — уберечь организм от повреждений. Чем может помочь организму зубная боль, когда стоматологов еще не существует? Ведь ни вырвать ни залечить зуб возможности нет…
        • +1
          Да не исключено что эта фича бажная, как аппендицит, во всяком случае возможно нервы во внутренней полости зуба предназначены не для самого зуба, а просто обвязка системы кровоснабжения, а вот про повреждение системы кровоснабжения знать ой как надо. Тем более что после удаления нерва из зуба сам зуб серьезно теряет в сроках службы.
          • +1
            Читал, что по современным представлениям аппендицит очень даже не лишний. Это «бэкап» микрофлоры кишечника на случай отравлений, заболеваний или ещё каких проблем с желудком. Как с гландами — раньше их тоже считали ненужными. В организме человека нет «лишних» органов, хотя без некоторых можно прожить.
            • 0
              Только аппендикс. Аппендицит это его воспаление. Не самом деле он часть иммунной защиты. Как и миндалины, которые формируют защитное кольцо вокруг глотки — небные (аденоиды), язычная и глоточные — из часто и называют гландами. Там лимфоидная ткань.
              • 0
                Мне знакомый медик рассказывал несколько лет назад, что аппендикс вообще считается атавизмом (точнее, рудиментарным органом), но организм его приспособил в дело.
            • 0
              А как же копчик, например?
        • +19
          Там сложнейший комплекс рефлексов на рецепторах растяжения жевательной мускулатуры, в суставах и опорном аппарате зуба — пародонте. Акт жевания офигеть какой комплексный механизм. Вы попробуйте осознанно прожевать еду. Сразу ощутите хитрую комбинацию перекладывания пищевого комка, оценку степени пережеванности за счёт сдавления между зубами, принятие решения о проглатывании. Человеческие зубы имеют один из самых чувствительных механорецепторных комплексов в организме. Вы легко ощутите тончайший волос между зубами. Так, что неровная ткань там оправдана. Плюс это защита от перегрузки и повреждения уже травмированного зуба. Мозг перестраивает алгоритм жевания динамически, чтобы минимизировать нагрузку на поврежденный зуб. А ещё температурная и химическая чувствительность…
          • +1
            Спасибо за ликбез. многое прояснилось.
        • 0
          А чем может помочь организму любая боль, если врачей в принципе еще не существует? :)
          • +1
            Не всегда боль подразумевает необходимость помощи врача. Достаточно просто среагировать — отдернуть руку, убежать…
      • 0
        У млекопитающих есть два комплекта зубов — молочные и коренные, заметно отличающиеся по своему устройству. Такое усложнение было сделано ценой возможности замены — что бы не путаться в типе зуба, программа его создания отключается.
    • +3
      Так они ж эти водоросли с камней соскребают.
    • 0
      Из-за размеров зубов. Они очень малы.
    • 0
      Водоросли не съедобны для нас из-за кристаллов извести содержащихся внутри клеток, видимо такая защита от полного съедения ))
    • 0
      Они счищают эти водоросли с камней.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.