Hunter
Új anyagokat ihlethet a "vascsiga"
Egy mélytengeri csiga vassal borított háza a katonai páncélok egy új osztályát inspirálhatja, állítja egy új kutatás.
"A puhatestűeket meszes ház jellemzi, amit egy vastag szerves réteg borít" - nyilatkozott Christina Ortiz, az MIT tudósa, a Proceedings of the National Academy of Sciences szaklapban megjelent tanulmány egyik szerzője. "Ez a puhatestű rendelkezik egy további vasréteggel is, ami egészen egyedivé teszi."
A szóban forgó Crysomallon squamiferum csiga egy pikkelyes haslábú, és az Indiai-óceán mélyén, a hidrotermális hasadékok közelében él. A vaspáncél a csiga két legfőbb ragadozója, a kúpos csigák és a rákok ellen nyújt védelmet. A kúpos csigák egy injekciós tűhöz hasonló nyúlványukkal próbálják megszúrni a C. squamiferumot, melyen át halálos mérget fecskendezve a testébe megölik. Ezzel szemben az öklömnyi rákok ollóikkal ragadják meg a csigát, és szorítják akár napokig is, megpróbálva széttörni a páncélt.
Az MIT tudósai tanulmányukhoz mindkét ragadozó támadását szimulálták, hogy leteszteljék a hidrotermális hasadékából szerzett vas-szulfid részecskékkel megerősített csigaház erejét. A kúpos csiga szúrását egy rendkívül éles, gyémánthegyű nanoszondával, a rákok szorítását pedig egy nagyobb területre gyakorolt nyomással utánozták. A kutatók igyekezete ellenére a mésszel és puha szerves rétegekkel kombinált vaspáncél mindkét támadástól megvédte a csigát.
Amikor a nanoszondával próbáltak áthatolni a vaspikkelyeken, a hullámokban elrendezett páncél segített szétszórni az erőt, meggátolva a tű behatolását. A behatolási kísérletekben a páncél megrepedezett ugyan, de soha nem tört el. A második szimulációhoz a csiga páncélját a rákollók szorításának tették ki. A hármas rétegezettség ennél a kísérletnél is elnyelte a páncélra irányuló erőhatásokat, egyetlen repedést sem sikerült ezzel a módszerrel ejteni az anyagon.
Jóval nagyobb, a golyóálló mellényeket érő erők alkalmazásával már sikerült összetörni a csigapáncélt, azonban Ortiz úgy véli, kutatása máris több előrelépést eredményezett a védőeszközök területén. A csiga által alkalmazott megoldást valószínűleg igen, az anyagokat viszont feltehetőleg nem fogjuk viszontlátni a testpáncélok következő generációinál, tette hozzá a kutatónő. A háromréteges elrendezés (kemény-puha-kemény) megmarad, a vasat és a kalcium-karbonátot azonban mesterséges ballisztikus anyagokkal váltják ki, ami fokozza az eszközök ellenálló képességét. "A természet általában gyenge anyagokat használ, azonban olyan geometriával rendezi el azokat, amik megsokszorozzák mechanikai tulajdonságaikat" - taglalta Ortiz a Discovery News-nak.
A csiga páncéljának kialakítása más alkalmazásokat is inspirálhat. Az erősebb, ugyanakkor könnyebb anyagok számos eszköz élettartamát növelhetik, a vízvezetékektől, a ruházaton és a háztartási felszereléseken át egészen a bukósisakokig.
"A puhatestűeket meszes ház jellemzi, amit egy vastag szerves réteg borít" - nyilatkozott Christina Ortiz, az MIT tudósa, a Proceedings of the National Academy of Sciences szaklapban megjelent tanulmány egyik szerzője. "Ez a puhatestű rendelkezik egy további vasréteggel is, ami egészen egyedivé teszi."
A szóban forgó Crysomallon squamiferum csiga egy pikkelyes haslábú, és az Indiai-óceán mélyén, a hidrotermális hasadékok közelében él. A vaspáncél a csiga két legfőbb ragadozója, a kúpos csigák és a rákok ellen nyújt védelmet. A kúpos csigák egy injekciós tűhöz hasonló nyúlványukkal próbálják megszúrni a C. squamiferumot, melyen át halálos mérget fecskendezve a testébe megölik. Ezzel szemben az öklömnyi rákok ollóikkal ragadják meg a csigát, és szorítják akár napokig is, megpróbálva széttörni a páncélt.
Az MIT tudósai tanulmányukhoz mindkét ragadozó támadását szimulálták, hogy leteszteljék a hidrotermális hasadékából szerzett vas-szulfid részecskékkel megerősített csigaház erejét. A kúpos csiga szúrását egy rendkívül éles, gyémánthegyű nanoszondával, a rákok szorítását pedig egy nagyobb területre gyakorolt nyomással utánozták. A kutatók igyekezete ellenére a mésszel és puha szerves rétegekkel kombinált vaspáncél mindkét támadástól megvédte a csigát.
Amikor a nanoszondával próbáltak áthatolni a vaspikkelyeken, a hullámokban elrendezett páncél segített szétszórni az erőt, meggátolva a tű behatolását. A behatolási kísérletekben a páncél megrepedezett ugyan, de soha nem tört el. A második szimulációhoz a csiga páncélját a rákollók szorításának tették ki. A hármas rétegezettség ennél a kísérletnél is elnyelte a páncélra irányuló erőhatásokat, egyetlen repedést sem sikerült ezzel a módszerrel ejteni az anyagon.
Jóval nagyobb, a golyóálló mellényeket érő erők alkalmazásával már sikerült összetörni a csigapáncélt, azonban Ortiz úgy véli, kutatása máris több előrelépést eredményezett a védőeszközök területén. A csiga által alkalmazott megoldást valószínűleg igen, az anyagokat viszont feltehetőleg nem fogjuk viszontlátni a testpáncélok következő generációinál, tette hozzá a kutatónő. A háromréteges elrendezés (kemény-puha-kemény) megmarad, a vasat és a kalcium-karbonátot azonban mesterséges ballisztikus anyagokkal váltják ki, ami fokozza az eszközök ellenálló képességét. "A természet általában gyenge anyagokat használ, azonban olyan geometriával rendezi el azokat, amik megsokszorozzák mechanikai tulajdonságaikat" - taglalta Ortiz a Discovery News-nak.
A csiga páncéljának kialakítása más alkalmazásokat is inspirálhat. Az erősebb, ugyanakkor könnyebb anyagok számos eszköz élettartamát növelhetik, a vízvezetékektől, a ruházaton és a háztartási felszereléseken át egészen a bukósisakokig.
"Először Steven Kistler készített aerogélt 1931-ben, miután fogadott Charles Learneddel, hogy képes a zselében a folyadékot gázzal kicserélni, anélkül hogy a zselé összeroskadna. Az első ilyen gélek szilikagélek voltak. Azóta bebizonyosodott, hogy aerogélt számos különböző anyagból lehet készíteni. Már Kirstler a szilíciumon kívül alumíniummal, krómmal és ónnal is kísérletezett.
