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.
    Поделиться публикацией
    Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

    Подробнее
    Реклама
    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 полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.