Muschel-Stärke: Wie Muscheln an Oberflächen festhalten

Wenn Muscheln von marine Oberflächen baumeln, halten sie durch ein Cluster von feinen Fäden. Diese Filamente dünn erscheinen, aber sie verträgt tatsächlich starke Auswirkungen von Strömungen oder Wellen. Jetzt sind Forscher das Geheimnis der diese dünne, bungeelike Kabel entwirren, um effektiver Leime und andere synthetische biomedizinische Materialien zu entwickeln.

Im Gegensatz zu Seepocken, die sich eng an Felsen oder Pfeiler befestigen, verwenden Muscheln seidige Fasern, genannt Byssus Fäden lose an einer Oberfläche anhängen, während noch in der Lage zu treiben und absorbieren Nährstoffe im Wasser. Also, woher diese scheinbar zarten Fäden Hilfe Muscheln bleiben?

Von Labortests und Computermodelle, Wissenschaftler am Massachusetts Institute of Technology (MIT) entdeckt, dass etwa 80 Prozent der Länge des Byssus Fäden – die gleichen Teile des Threads, die eine harte Oberfläche auf der einen Seite die Muschel herstellen – besteht aus steifen Material, während die restlichen 20 Prozent, am Ende, die an die Muschel selbst angebracht ist , ist weich und dehnbar. Die Kombination dieser verschiedenen materiellen Eigenschaften wahrscheinlich hilft die Muscheln auf Oberflächen haften und ermöglicht es ihnen, die Auswirkungen verschiedener Kräfte zu überleben. [Fotos: 101 Tieraufnahmen, Sie über wilde gehen]

"Es stellt sich heraus, dass die... 20 Prozent der weicheren, mehr erweiterbare Material für Muschel Adhäsion von entscheidender Bedeutung ", sagte Zhao Qin, Research Scientist am MIT, in einer Erklärung.

Forscher untersuchten Byssus Threads vor, aber Qin und seine Kollegen zu beobachten, wie diese Threads und deren Verbindungsteile in simulierten Wellenbedingungen arbeiten wollte.

"Wir dachten, es muss etwas anderes los sein," sagte Markus Buehler, MITS Abteilungsleiter der Bau- und Umweltingenieurwesen, in einer Erklärung. "Der Klebstoff ist stark, aber es ist nicht ausreichend."

Die Forscher platziert eine Unterwasser Käfig im Hafen von Boston für drei Wochen zu sehen, wie Muscheln, die sich für Glas, Keramik, Holz und Lehm Oberflächen angebracht. Im Labor verwendeten die Wissenschaftler eine Zug-Maschine, um die Stärke der Byssus-Fäden zu testen, da sie gezogen und verformt.

Obwohl Byssus Fäden steife und elastische Eigenschaften aufweisen, die Filamente eines Proteins Kollagen, in engem Zusammenhang mit vorgenommen werden, sagten die Forscher. Aus ihren Experimenten entdeckten die Wissenschaftler, dass die Verteilung der Steifigkeit entlang der Fäden entscheidend für ihre Wirksamkeit ist.

Verstehen, wie Byssus Fäden arbeiten könnte helfen Wissenschaftlern synthetische Materialien mit ebenso flexiblen Eigenschaften, z. B. chirurgische Nähte zu entwerfen, das Gewebe miteinander zu verbinden. Die Erkenntnisse bei der Entwicklung neuer Baustoffe, Sensoren für Unterwasserfahrzeuge und sonstige Vorrichtungen, die extremen Bedingungen ausgesetzt sein könnten auch helfen könnte, sagte der Forscher.

Die detaillierten Ergebnisse der Studie wurden online veröffentlicht heute (23. Juli) in der Zeitschrift Nature Communications.

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