Зубы улиток: самый прочный натуральный материал на Земле
Открытие самого прочного природного материала
Исследователи обнаружили, что зубы морских улиток, известных как морские блюдечки, являются самым прочным природным материалом на Земле. Это открытие является новаторским, поскольку оно превосходит прочность ранее известных природных материалов, таких как паутина и даже алмаз, в определенных аспектах.
Как улитки используют свои зубы
Морские блюдечки используют свои зубы для выдалбливания камней во время кормления. Их зубы расположены на усеянном зубами языке, называемом радулой. Радула невероятно прочная и долговечная, что позволяет морским блюдечкам с легкостью стачивать камни.
Состав зубов улиток
Ученые определили, что зубы улиток состоят из смеси нано волокон гётита, заключенных в белковую матрицу. Гётит — это кристалл, содержащий железо, а белковая матрица обеспечивает дополнительную прочность и гибкость зубов.
Сравнение прочности
При испытаниях было обнаружено, что зубы морских блюдечек примерно в пять раз прочнее большинства паутин. Они также прочнее кевлара и сопоставимы с углеродными волокнами самого высокого качества. Фактически, одна нить спагетти, изготовленная из этого материала, могла бы удержать около 3300 однофунтовых мешков сахара.
Потенциальные применения
Открытие прочности зубов улиток открыло новые возможности для инженерных применений. Теперь инженеры рассматривают улиток как потенциальных консультантов по природе для разработки прочных и долговечных материалов, конструкций и даже машин.
Другие прочные природные материалы
Хотя зубы улиток являются самым прочным природным материалом, обнаруженным на сегодняшний день, существуют и другие редкие природные материалы, которые могут выдерживать большее напряжение, чем алмаз. К ним относятся:
- Нитрид бора вюрцита: Материал с алмазоподобной структурой, но содержащий бор и азот.
- Лонсдейлит: Гексагональная форма углерода, которая образуется, когда метеориты, содержащие графит, сталкиваются с Землей.
Предел прочности при растяжении и твердость
Важно различать предел прочности при растяжении и твердость при обсуждении прочности материалов. Предел прочности при растяжении относится к способности объекта сопротивляться разрыву, в то время как твердость относится к его устойчивости к царапинам или порезам. Зубы улиток обладают исключительной прочностью на разрыв, но не такие твердые, как алмаз.
Заключение
Открытие прочности зубов улиток свидетельствует о невероятном разнообразии и устойчивости природы. Эти крошечные существа развили замечательную адаптацию, которая вдохновила инженеров на изучение новых возможностей для разработки прочных и долговечных материалов.