Egy csiga foga lehet a legerősebb biológiai anyag a Földön

2015.02.18. 14:23

Egy parányi tengeri csigafaj fogai olyan erős anyagból állnak, hogy forradalmasíthatja az autók, a hajók és a repülőgépek gyártását is. Feltéve, ha sikerül leutánozni.

„A természet a kiváló mechanikai tulajdonságú anyagok legcsodálatosabb inspirációforrása. Minden, amit megfigyelhetünk magunk körül - legyen szó a fák törzsének, a kagylók héjának, vagy éppen fogának szerkezetéről – úgy fejlődött, hogy a lehető leghatásosabban lássa el feladatát.”  - mondta Asa Barber, a Portsmouth-i Egyetem kutatója.

Egészen mostanáig úgy gondolták, hogy a pókháló a legerősebb biológiai anyag a Földön, azonban a közönséges csészecsiga (Patella vulgata) apró horgas fogacskái úgy néz ki elorozták a megtisztelő címet.

Összetétel és szerkezet együttes ereje

Az említett csiga fogai több száz sorban helyezkednek el az állat nyelvszerű szervén, a radulán. A táplálkozás során az állatok kinyújtják radulájukat, majd az egy milliméternél rövidebb, görbe fogaikkal szájukba kaparják a kövek felszínén élő algákat. A művelethez masszív és ellenálló fogazatra van szükség.

A tanulmány során a fogakból mintákat vettek, melyeket mikroszkóppal vizsgálták. Már a mintavétel is komoly nehézségekbe ütközött, először gyémántvágót használtak, majd a darabkákat atomokkal bombázva redukálták még kisebb méretűre. A mintákat speciális terhelésnek tették ki.

Elektronmikroszkópos képek a fogakrólForrás: University of Portsmouth

Barber azt találta, hogy a fogak kompozit anyagok, melyek goethit és kitin szálakból állnak. A tesztelt szálak körülbelül százszor vékonyabbak voltak az emberi hajszálnál. Az anyagokat nézve a goethit rendkívül kemény, viszont nem elég szívós, ha egy kőhöz vágjuk, könnyedén összetörhet. Itt jön képbe a kitin, mely ragasztóként tartja össze a goethit-szálakat.

Az összetétel és a szálak mikrostruktúrája együttesen adja a fogak meglepő erejét. „Akkora húzóerőnek állnak ellen, mintha egy spagetti szállal próbálnánk felemelni háromezer darab, ezerötszáz kilogrammos zsákot” – mondta Barber.

Vadonatúj Forma 1-es autók készülhetnek belőle

Barber szerint a legnagyobb kihívás a szívós anyag mesterséges leutánzása lesz. Ha ez sikerülne, akkor vadonatúj szerkezetű Forma 1-es autóvázakat, hajó- és repülőtesteket, vagy akár űrhajókat lehetne tervezni belőle.