Чешуя карпа вместо брони: она может стать современным синтетическим материалом

Специалисты Национальной лаборатории Беркли обнаружили уникальные свойства чешуи карпа, что может привести к появлению совершенно новых синтетических

Специалисты Национальной лаборатории Беркли обнаружили уникальные свойства чешуи карпа, что может привести к появлению совершенно новых синтетических материалов. В истории есть случаи, когда рыбья чешуя вдохновляла на развитие технологий. Достаточно вспомнить чешуйчатые пластины, в которые одевали своих воинов римляне, египтяне.

Современные методы охарактеризовали чешую до наноразмеров, дав знания о том, насколько этот материал устойчив к проникновению и каким образом он сохраняет гибкость. Для этого исследования были использованы мощные рентгеновские лучи в усовершенствованном источнике света лаборатории Беркли.

Они помогли увидеть особенность волокон чешуи при воздействии напряжения. В итоге ученые заявили, что природный материал является основой для синтетических разработок с беспрецедентной прочностью и стойкостью к проникновению». По словам одного из исследователей Роберта Ричи, структура биологических материалов удивила ученых. Оптическое микроскопическое изображение поперечного сечения чешуи карпа продемонстрировало многослойную структуру.

Внешняя оболочка чешуи твердая, а внутренний слой — более мягкий и пластичный. Если на карпа нападает хищник, внешняя часть чешуи сопротивляется проникновению, тогда как внутренняя поглощает избыточную нагрузку. Такая реакция основана на уникальном механизме, который называется адаптивная переориентация.

Во время исследования ученые сравнили чешую карпа с кожей человека. Кожа состоит из коллагена, которые выравнивается для поглощения энергии, что делает кожу устойчивой в разрыву. А в чешуе карпа этот механизм развит более высоко. Другой заслуживающей внимания характеристикой чешуи карпа является градиент между твердым и мягким слоями. Если делать доспехи из чешуи этой рыбы, то можно навсегда забыть о трещинах и сколах.

Природа сама определила границу, сделав идеальный переход от от жесткого материала к более мягкому в единой структуре. При сотрудничестве коллег из Калифорнийского университета, ученые сравнили показатели карпа с чешуей арапайму, пресноводной рыбы.

Она оказалась настолько мощной, что даже пираньи неспособны ее повредить. У карпа чешую все же можно деформировать и разрушить, но для этого требуются огромные усилия. Особенности этого природного фактора ученые используют при создании новых синтетических материалов.

Последнее