Ученым удалось воспроизвести ударопрочный биокомпозит
Новый ударопрочный материал, состав которого аналогичен составу ударных конечностей креветки-богомола, разработали ученые Технического центра Финляндии VTT, 1 сентября сообщает журнал Advanced Materials.
Исследователям удалось изготовить минерализованный биокомпозит, обладающий высокой прочностью, жесткостью и вязкостью при ударной нагрузке, основываясь на структуре ударных конечностей креветок-богомолов.
«Эти уникальные креветки — одна из самых смертоносных машин для убийства в природе. По сравнению с их небольшими размерами, они обладают самым сильным ударом в животном мире. Они разбивают свою добычу, выбрасывая пару молотоподобных придатков со скоростью и силой, превышающей скорость винтовочной пули», — объясняет доктор Пежман Мохаммади, научный сотрудник VTT.
Основными источниками пищи креветок-богомолов являются морские организмы с твердым панцирем, такие как моллюски. Чтобы добраться до их мягкой, питательной части, креветки с помощью своих конечностей разбивают панцирь жертвы.
Исследования показали, что конечности креветок состоят из многофазного иерархически упорядоченного нанокомпозита с переменными механическими свойствами. Они имеют мягкий внутренний слой, обеспечивающий рассеивание энергии, и жесткий и ударопрочный внешний слой. Вместе эти слои повышают общую устойчивость конечности к повреждениям.
Оба слоя имеют схожие строительные блоки, но с различным относительным содержанием, формой и организацией. Основным строительным блоком являются геликоидально упорядоченные хитиновые нановолокна, которые склеены богатой белком матрицей.
Исследователи воспроизвели эту структуру, используя аналогичные строительные блоки и условия обработки. Они собрали новый композит, состоящий из нанокристаллов целлюлозы и двух типов генно-инженерных белков. Затем из полученного материала были изготовлены зубные коронки.
