Tut mir leid, Spinnen: Meeresschnecken machen stärkste Material auf der Erde

Schritt zur Seite, Spider-Man: die weltweit stärkste Zeug ist nicht Ihre Seide; Meeresschnecke Zähne.

Die Zähne der Gattung gemeinsame Limpet (Patella Vulgata) sind als Kevlar härter und stärker als Spinnenseide, berichten Forscher in der 18. Februar-Ausgabe der Zeitschrift The Royal Society Interface.

"Spinnenseide hat diesen Wettbewerb für eine lange Zeit gewonnen. Ich war überrascht und begeistert, dass Limpet Zähne den Gewinner zu schlagen", sagte Studienautor Blei Asa Barber, Professor für Maschinenbau an der Universität von Portsmouth in England.

Napfschnecken sind harte kleine Schnecken, die überall in den Ozean, von den tiefsten, dunkelsten Schluchten zu den härtesten, härtesten Surf Leben. Ihre kecke, kegelförmige Schale schützt einen stabilen Fuß, der klammert sich an Felsen mit einem phänomenalen Griff. Napfschnecken Speisen auf Algen, Abrollen einer langen Zunge, übersät mit Hunderten von scharfen Zähne, die ihr Abendessen aus Felsen und Klippen zu kratzen. [Biomimetik: 7 coole Tier-Inspired Technologies]

Obwohl nur zerkratzt Rock Napfschnecken hinterlassen, hatte niemand jemals getestet, die Stärke ihrer Zähne Barber sagte. "Natur entwickelt immer die perfekte Struktur für eine bestimmte mechanische Arbeit, also ich dachte:"sie haben wirklich stark sein"," sagte er Leben Wissenschaft.

Es stellt sich heraus, dass lokale Napfschnecken Southamptons mineralisierte Zähne wachsen, die 10 Prozent härter als Spinnenseide, sagte Barber.

Barbier und sein Forschungsteam getestet mikroskopisch kleine Stücke der Limpet Zahn. Jeder gebogene Zahn ist etwa 1 Millimeter lang (0,04 Zoll) – etwa der Dicke eines Groschens – und die Wissenschaftler wollten sicher sein, ihre Proben waren nicht betroffen, durch die Krümmung. Jede Probe wurde etwa 100 Mal dünner als ein menschliches Haar.

Das Geheimnis der Zahn-Stärke in der Größe der faserartigen Strukturen liegt, die jeden Zahn bilden, sagte Barber. "Der Natur Art von clever, weil es vor Millionen von Jahren, die herausgefunden, wenn man diese Fasern unterhalb einer kritischen Größe wachsen auch wenn Sie Mängel im Material, haben es die Stärke nicht beeinträchtigt", sagte Barber.

Die Limpet verwendet zusammengesetzte Fasern, die tausendmal dünner als die von Menschen verursachten Nanofasern in Flugzeugen, schusssichere Westen oder Fahrradrahmen. Die biologische Composites sind eine Mischung aus Eisenoxid mineralischen Goethitgruppen und Chitin, die wirkt wie ein natürlicher Kunststoff, sagte Barber.

Obwohl Goethitgruppen schwer ist, es ist nicht sehr schwer – es wird brechen und brechen, wenn gegen einen Felsen zertrümmert. Hier kommt das Chitin in: dehnbaren, biegsam Fasern, in Kombination mit Goethitgruppen, schaffen ein natürliches zusammengesetztes Material, das stark und zäh.

Die Zähne Fasern eine Zugkraft widerstanden, die Äquivalent zu einem Spaghetti-Strang hissen 3.000 Taschen von Zucker, entspricht etwa 3.300 Pfund (1.500 kg), war, sagte Barber.

Barbers nächste Herausforderung liegt in der Neuerstellung der Mechanismen, mit denen diese Kleinstlebewesen ihre harten Materialien machen. Obwohl Spinnenseide notorisch schwierig zu imitieren in einer künstlichen Umgebung bewiesen hat, sagte Barber, 3D-Print Limpet Zähne Fasern werden könnte.

"Ich denke, dass das Potenzial für den Anbau dieser Kristall Fasern viel höher [Spinnenseide] ist, weil es ihnen nur um zu einer bestimmten Größe wächst," sagte Barber. "Ich denke, das wird eine viel größere Chance für Materialien, die hohen Festigkeit haben."

Ultrastrong Spinnenseide ist eines der härtesten natürlichen Fasern, die in der Natur bekannt. Das Licht ist flexible Faser fünfmal stärker nach Gewicht als Edelstahl und extrem dehnbar, Erweiterung um eingehende Insekten und andere Beute zu ergattern. Die stärkste Seide jemals gefunden erfolgt durch die Darwins Rinde Spinne in Madagaskar, die Seide, die angeblich 10-mal härter als Kevlar, dank seiner Elastizität oder Fähigkeit spinnt, ohne zu brechen zu Strecken.

Anmerkung der Redaktion: Diese Geschichte wurde 18. Februar aktualisiert, um Asa Barber Zugehörigkeit zu korrigieren.

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