Harten Schneckenhaus könnte bessere Schutzwesten inspirieren.

Ein Schneckenhaus, das schützt sie vor Angriffen unter Wasser Hinweise geben könnte, für die Gestaltung von verbesserten Body Armor zu menschlichen Soldaten bewachen, schlägt eine neue Studie.

Die Forschung beteiligt eine ungewöhnliche Meeresschnecke, die so genannte "schuppig-Foot" Schnecke die erste war im Jahr 2003 gemeldet und macht seine Heimat in der rauen Umgebung der Tiefsee hydrothermale im Indischen Ozean. Vergangene Studien der Schnecke offenbart eine Art von Meer Weichtier, seinen Fuß in Platten aus Eisen-Sulfid Mineralien bedeckt war, und es ist jetzt das einzige bekannte Tier heute Eisen Sulfide als Strukturmaterial beschäftigen.

Wie andere Schnecken Sport diesein auch eine Shell, über seinen Körper. Schwer, wird eine typische Schneckenhaus Bruch, wenn von einer räuberischen Krabbe anhaltend gedrückt. In der Hoffnung zu lernen, genau wie die schuppige Fuß Schneckenhaus konzipiert ist, zu widerstehen, so zerkleinern, nahm die Autoren einen genauen Blick auf die Schalenstruktur im Nanomaßstab untersuchen.

Sie sahen, dass Shell aus drei Schichten besteht: eine harte äußere Schicht, die enthält Eisen Sulfiden, ähnlich denen, die in ihren Fuß Skalen; ein geschmeidiger Mittellage hergestellt aus organischem Material; und eine steife innere Schicht mit einer großen Menge von Mineralien Kalzium. Diese Anordnung der "starre-konform-starren" Schichten ein Trilayer, Sandwich-Struktur einzigartig für diese Schnecke schafft, sagen die Forscher.

Schnecke Schutz

Nach herauszufinden, die Schalenstruktur, verwendete das Team ein Computermodell um zu simulieren, wie die Shell verkleideten, wenn eine durchdringende Kraft, ähnlich wie in der Stärke das Einklemmen der ein Krebsscheren ausgesetzt.

"Jede Schicht ist etwas anders," sagte der leitende Forscher Christine Ortiz, eine Materialwissenschaft und engineering-Professor am MIT.

Die harte äußere Schicht enthält kleine, Korn-Like Partikel. Wenn Sie unter Angriff, helfen diese Körnchen, um die Energie des Schlages, verbreiten sie heraus über den äußeren Bereich zu zerstreuen. Alle Frakturen, die auftreten werden entlang gezackte Linien geführt durch das Granulat, Risse in die oberste Schicht bilden zerstreuen.

"Risse, dass Form Reisen ausgiebig in den äußeren Schichten, damit die inneren Schichten zu schützen und Minderung katastrophalen Bruch", sagte Ortiz.

Die weichere mittlere Schicht schützt die spröde Innenlage vor Rissbildung, erklärte Ortiz. Und die innere Schicht selbst schützt die Schnecke Körper vor Verletzungen. Da diese Innenschicht starr ist, sagte es in den tierischen Körper während eines Angriffs zu verdrängen nicht die stumpfes Trauma verursachen könnte, Ortiz.

Zusammen, arbeiten die drei Schichten um Eindringen der Schale zu verhindern und auch widerstehen biegen.

Die äußeren und mittleren Schichten helfen auch die Schnecke in der extremen Umwelt charakteristisch für Hydrothermalquellen, seit diese Schichten sind resistent gegen auflösen in den stark sauren Gewässern überleben. Und die mittlere Schicht schützt die Schnecke von Temperaturänderungen auf die Lüftungsschlitze.

Schnecke-wie Rüstung und sportliche Ausrüstung

Die Schalenstruktur vielleicht eines Tages inspirieren, neue und bessere Entwürfe für menschliche Schutzausrüstung von Body Armor zu sportliche Ausrüstung. Die Dreischicht-Anordnung und gekrümmten Oberfläche geben dem Shell Stabilität und Eindringen Widerstand, hochgeschätzten Eigenschaften der verwendeten Materialien für Rüstung, sagte Ortiz.

Automobile, gemalt mit einer Eisen-basierte, körnige Beschichtung ähnlich wie in der Shell äußere Schicht gefunden könnte Energie auf die gleiche Weise zerstreuen die Shell tut, wenn einen Raubtier-Angriff zu unterziehen.

Allerdings würde Bio-inspirierte Design wahrscheinlich nicht verwenden die exakten gleichen Materialien in Schneckenhaus, die Fehler von seinen selbst hat. Wissenschaftler würden einfach als Leitfaden zu verwenden und auf die Schalen Mängel verbessern.

"Die Natur nur setzt darauf, was es gibt", sagte Ortiz. Ingenieure verwenden ein ähnliches Design vielleicht, aber ersetzen Sie einige der Komponenten mit hoher Leistung strukturelle oder ballistischen Materialien, sagte sie.

Die Ergebnisse wurden veröffentlicht Online-Jan. 18 in der Zeitschrift Proceedings der National Academy of Sciences.

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