Google Hirdetés

A tengeri csigák titokzatos fogai és a jövő anyagai

Először is, a csigákhoz hasonló chitonok látszólag egyszerű tengeri lények, ám a hátuk alatt éles, kopásálló fogak sorakoznak. A Science című folyóiratban augusztus 7-én megjelent tanulmány feltárja, mi teszi ezeket a fogakat olyan erőssé és tartóssá. A kutatók szerint a chitonok vasat kötő fehérjéi olyan szuperanyagot hoznak létre, amely felülmúlja az ipari szerszámokban használt anyagokat. A chitonok fogai nemcsak rendkívül kemények, de szobahőmérsékleten, nanométeres pontossággal nőnek vissza kopás után. Az UC Irvine anyagtudósa, David Kisailus szerint ezek a biológiai folyamatok forradalmasíthatják az anyaggyártást, például az akkumulátorok vagy a 3D nyomtatás területén. A japán partokon és az USA északnyugati részén élő nagyobb chitonfajok vizsgálata során a kutatók az RTMP1 nevű, chiton-specifikus fehérjét azonosították. Ez a fehérje irányítja a vas lerakódását a fogakon, lehetővé téve a kőzetekről való algaleválasztást. Az eredmények nemcsak az anyagtudományban, de a fenntartható gyártási technológiák fejlesztésében is új utakat nyithatnak. A chitonok esetében tehát a természet ismét bebizonyítja, hogy a legjobb mérnök – és talán a jövő anyagai is a tenger fenekéről kerülnek elő.

A chitonok első pillantásra csupán hétköznapi puhatestűeknek tűnnek: kerek, félénk lények, akik a tengerparti sziklákon mászkálnak. Ha azonban megfordítunk egyet, éles, fényes fogak sorait fedezzük fel – elpusztíthatatlan, sokoldalú rágószervek, amelyeket a kutatók a anyagtudomány következő áttöréséhez próbálnak utánozni.

Egy augusztus 7-én a *Science* folyóiratban megjelent tanulmány részletesen feltárja, mi teszi a chiton fogait olyan erőssé és tartóssá. A kutatócsoport elemzése során kiderült, hogy a vasat kötő fehérjék rendkívül precíz és konzisztens elrendeződése teszi lehetővé a fogak kialakulását, amelyek „felülmúlják az ipari vágószerszámokban, köszörűanyagokban, fogászati és sebészeti implantátumokban, valamint védőrétegekben használt anyagokat” – magyarázta David Kisailus, a tanulmány társszerzője. Ráadásul, az ember által előállított anyagokkal ellentétben, a chitonok szobahőmérsékleten, nanométeres pontossággal képesek előállítani ezeket a fogakat.

A kutatás feltárta a folyamat mögött meghúzódó mechanizmusokat, amelyek segíthetnek a modern anyagok előállításának fejlesztésében. „Sokat tanulhatunk ezekből a biológiai tervezési elvekből és folyamatokból” – mondta Kisailus, aki az University of California, Irvine anyagtudósa. A csapat Japánban felfedezett egy, a chitonokra jellemző RTMP1 nevű fehérjét, amely lehetővé teszi a vas lerakódását a fogakon. A molekuláris biológiai és anyagtudományi eszközökkel végzett vizsgálatok során sikerült nyomon követni, hogyan épül fel a fog szerkezete: a fehérje nanocsöveken keresztül jut el a foghoz, majd a magnetit (egy vas-oxid) kialakítását irányítja, miközben felszabadítja a vasat a közeli szövetekben tárolt ferritinből.

Google hirdetés

Az eredmények lenyűgöző lehetőséget kínálnak a természet utánzására. A chiton fogak tanulmányozása nemcsak az anyagtudományban, hanem az akkumulátorok, üzemanyagcellák és félvezetők területén is forradalmasíthatja a gyártási folyamatokat. Kisailus szerint ez új utakat nyithat a fenntartható, környezetbarát 3D-nyomtatás és anyagelőállítás területén. Nem semmi egy olyan lénytől, amely első pillantásra annyira közönségesnek tűnik – de ha megfordítod, kiderül, hogy valójában igazi „fém”!


Ez a cikk a Neural News AI (V1) verziójával készült.

Forrás: https://gizmodo.com/the-bizarre-biological-trick-that-makes-mollusk-teeth-tougher-than-steel-2000642573.

Google hirdetés

A képet Karly Jones készítette, mely az Unsplash-on található.

Hírdetés
Google hirdetés