iPon Hírek

A csészecsigák foga erősebb a pókselyemnél

Dátum | 2015. 02. 19.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A puhatestűek jelentős része a szájában található úgynevezett reszelőnyelv vagy radula apró, fogszerű képződményei segítségével aprítja fel táplálékát, vagy hántja le azt a sziklák felszínéről. A fogacskák ásványi anyagokból és fehérjékből épülnek fel, és bár a szakértők eddig is tisztában voltak azzal, hogy különösen erősek, hiszen az állatok gyakran kisebb kőzetdarabokat is bekebeleznek a segítségükkel, erejük mostanáig nem számszerűsítődött. A Portsmouthi Egyetem szakértői azonban ténylegesen lemérték, hogy pontosan mennyire strapabíróak a puhatestűek közé tartozó közönséges csészecsiga fogai, és úgy találták, hogy ezek az eddig legerősebbnek tartott biológiai anyagnál, a pókselyemnél is erősebbek, és sok mesterséges anyagot is leköröznek.
A fogak vizsgálata alapján az anyag erejének titka a vékony, nagyon szorosan egymás mellé pakolt ásványi rostokban rejlik. A felfedezés segíthet abban, hogy az anyagkutatók a jövőben a jelenleginél erősebb anyagokat hozzanak létre számtalan területen a repülők anyagától kezdve a fogtömésekig. Ahogy a kutatás vezetője, Asa Barber megfogalmazta, az élővilág gyakran kiváló inspirációt jelent a mérnökök számára. Ezek a fogak nagyon apró rostokból állnak, amelyek nagyon jellegzetesen helyezkednek el, és ennek a szerkezetnek a lemásolása más anyagok esetében is előnyös lehet, folytatja a szakértő. A rostok egy vastartalmú ásványból, az úgynevezett goethitből épülnek fel, és ennek szálai úgy hálózzák be a fehérje alapot, mint a műanyag megerősítésére szolgáló szénszálak. A fogacskák nem egészen 1 milliméter hosszúak, Barber és társai azonban aprólékos munkával hosszúkás alakra faragtak néhányat, hogy meg tudják állapítani szakítószilárdságukat. A kifaragott minták középső része mindössze az emberi haj vastagságának századrészét tette ki.
Ezeket a piciny fogmintákat aztán két végüknél fogva húzni kezdték, precízen mérve, hogy milyen nagyságú erőt bírnak ki elszakadás nélkül. A különböző csigákból beszerzett minták átlagosan 5 gigapascalt viseltek el, ami ötszöröse a legtöbb pókselyem szakítószilárdságának, és a legerősebb pókselymeknél (4,5 GPa) is jelentősen erősebb. A pókselyem pedig meglehetősen hosszú ideig uralta a legnagyobb szakítószilárdságú anyag trónját a biológiai matériák közt. Olyan erős anyagról van szó, mintha lenne egy szál spagettink, amely képes a levegőben tartani 3 tonna cukrot, mondja Barber. Ami a mesterséges anyagokat illeti, a csiga fogainak szakítószilárdsága magasabb a kevlárénál, és majdnem eléri azt a szintet, amelyet a legjobb szénszálas anyagok képviselnek. A kivételes anyag titka abban rejlik, hogy a fehérjéket átszövő ásványrostok pontosan ideális vastagságúak, és a struktúrában egyáltalán nincsenek olyan lyukak vagy hibák, amelyek meggyengítenék azt. A puhatestűeket tanulmányozó biológusok meglepődtek ugyan a konkrét számokon, a reszelőnyelv fogainak nagy ereje viszont nem volt új információ számukra. „A csészecsigák a tengerpart buldózerei” – mondja Steven Hawkins, a Southamptoni Egyetem kutatója. Az állatok, ahogy az alábbi képen is látszik, gyakorlatilag a sziklát legyalulva szerzik meg táplálékukat, ehhez pedig erős fogakra van szükségük.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

11. Riddick77
2015.02.19. 15:23
Nem tudom,hogy mennyiben lehet összehasonlítani egy 1mm hosszú mini csiga fogat,és egy pókselymet terhelhetőség és felhasználhatóság szempontjából. A foggal rágnak valamit,a pókselyem meg tart valamit. Ráadásul pókselyemből rengeteget elő tud állítani a pók ,míg csiga fogból a csigának is korlátozott mennyiség áll rendelkezésére.

A cikkben írják is,hogy a terhelhetősége a szénszálas anyagoknak már most jobb,mint a csiga fognak.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
10. kadarivi Riddi...
2015.02.19. 15:31
Az anyagok szakítószilárdságát hasonlítják össze.
És nem is az anyag kémiai képletét kell lemásolni, hanem szerkezetét. Az anyagtudományban ma már legalább olyan fontos a felületi struktúra, mint az optimális vegyület megtalálása.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
9. piter
2015.02.19. 16:49
Ha megyer horgaszni a tengerre akkor szoktam elotte egy nappal,ilyen csigakat szedni.A szele korbe nagyon kemeny,meg a horog sem szurja at,mig a kozepe lagy.Ezert osszevagom kb 3 fele es besozom.A halak kevesbe tudjak leszedni.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
8. valikund Riddi...
2015.02.19. 17:09
Nagyon is fontosak ezek a felfedezések. A probléma grafénnal hogy nincs ipari mértékű előállítására technológia, és ilyen technológiát nem is tudunk "ellesni" az élővilágtól, mert grafén természetbne nem fordul elő. Viszont ha van egy nagy szakító szilárdságú természetes anyagod, akkor arra sokkal nagyobb eséllyel tudsz olcsó és gyors gyártástechnológiát találni, ha csak lemásolod az állattól.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. Riddick77
2015.02.19. 20:19
Értem amit irtatok. Arra akartam célozni,hogy .. "csiga fogainak szakítószilárdsága magasabb a kevlárénál, és majdnem eléri azt a szintet, amelyet a legjobb szénszálas anyagok képviselnek"

Tehát van már jobb,ami mesterségesen előállított,de jobb.
A szerkezetét lehet másolni,de a szénszál már most erősebb,és abból kerékpár vázakat, személygépkocsi karosszériát gyártanak már.

Az említett grafénba jóval több potenciált látok.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. fofoka Riddi...
2015.02.19. 20:56
Azért az nem ilyen egyszerű, hogy kifejlesztjük a "csodaanyagot" és mindenhol az használjuk orrvérzésig. A grafénnek is meglesz a maga alkalmazási területe (ha végre emberi léptékben tudják majd gyártani), de korántsem biztos, hogy egy nála alacsonyabb szilárdságú agyagot tudsz vele helyettesíteni. Egy terméknek annyi követelménynek kell megfelelnie (amiből a szakítószilárdság csak 1), hogy egyszerűen nem jogos azt mondani, hogy ebben, vagy abban nagyobb a potenciál.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. valikund Riddi...
2015.02.19. 22:55
Egyébként, lehet érdemes lenne még egyszer átolvasnod a kommenteket. Valóban a grafénnek nagyobb a szakitószilárdsága, de leirtam mi vele a baj. Másrészt az acélnak nagyobb a szakitószilárdsága mint a polipropilénnek és az aluminiumoxidnak (korund), mégis elterjedt az utóbbi kettő...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. Atesz1987 Riddi...
2015.02.20. 08:14
Az lehet, hogy nincs olyan erős, mint a jelenlegi legerősebb mesterséges anyag, de a természet "ötletét" lemásolva egy még erősebb anyagot tudunk létrehozni. Nem annyira az ásványi anyagokon, meg a fehérjéken van a felfedezés hangsúlya, inkább a struktúra hatékonyságán.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. zodiac83 valik...
2015.02.20. 10:41
"Másrészt az acélnak nagyobb a szakitószilárdsága mint a polipropilénnek és az aluminiumoxidnak (korund), mégis elterjedt az utóbbi kettő..."

A szakítószilárdság mellett az anyagok egyéb mechanikai tulajdonságai is befolyásolják az adott feladatra való alkalmasságukat, úgymint a nyíró(csavaró)szilárdság, vagy a keménység például. Emellett nem mindegy a folyáshatár sem: két azonos szakítószilárdságú anyag esetében is számottevően eltérhet azon maximális erő nagysága, amelyen az anyag még csak rugalmas (nem maradandó) alakváltozást szenved.
Nem mindegy továbbá az igénybevétel jellege (statikus / dinamikus / kifáradás).

És akkor még ott vannak az egyéb fizikai jellemzők is (fajsúly, olvadáspont, hőtágulás, hő-/hang-/elektromos-/... vezetőképesség, mágnesesség, korróziós hajlam, ...).

A korund keménysége pl. jóval nagyobb az acélénál. Előszeretettel használják köszörűkövek szemcseanyagaként.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. zodiac83
2015.02.20. 10:58
"Nem mindegy továbbá az igénybevétel (*) jellege (statikus / dinamikus / kifáradás)."

*időbeliségének
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. SgScorpion Atesz...
2015.02.23. 15:57
A szénszálas anyagoknál nem tudunk erősebb anyagokat gyártani.... A ma ismert legerősebb anyag, ami a gyémántnál is (C) keményebb, azok a nanocsövek (szintén C),
szóval ne írjatok hülyeséget...

A szénszálas technológia érdekes Riddick, de drága (Nem minden karosszéria szénszálas), illetve nincs végtelen mennyisége (persze, ha tudsz várni 100millió évet, akkor oké).

Zodiacnak igaza van, az anyagok felhasználásánál nem a szakítószilárdság a lényeg, hisz mindenki tudja, hogy a korund drága, sok energiát igényel, a polipropilén meg műanyag, és nem éppen tesz jót a környezetnek.
Továbbá az acél jobban megmunkálható! (Tulajdonképpen nem tudom hogy jön ide a polipropilén egy fém-oxidhoz, és egy ötvözethez, de oké...)

Sajna ezt a fogat nem tudjuk felhasználni sok mindenre, hisz igencsak kicsik. A pókselyemmel sem tudtunk mit kezdeni. (Kivéve Golden Orb pókhálója).
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!