Naukowcy odkrywają sekrety superpotężnych zębów mrówek

Naukowcy odkrywają sekrety superpotężnych zębów mrówek

Mrówki mają zęby?! Czy są tak silni?!

Getty/Gulfo

Aby nie dopuścić do kurczenia się elektroniki użytkowej, inżynierowie muszą tworzyć narzędzia, które są małe, ale niezwykle wydajne do wykorzystania przy budowie urządzeń. Jedna grupa ma nadzieję uzyskać plany od Matki Natury, badając niektóre z najtrudniejszych narzędzi, jakie znamy: zęby mrówek.

Cieńsze niż pasmo ludzkich włosów miniaturowe owady mogą gryźć wystarczająco mocno, aby odciąć twarde liście, nie powodując żadnych uszkodzeń. Wszystko to ma związek z równomiernym ułożeniem zębów atomów cynku, co pozwala na równomierne rozłożenie siły za każdym razem, gdy stworzenia coś ściskają. Naukowcy twierdzą, że pewnego dnia ta funkcja może zostać zastosowana w narzędziach stworzonych przez człowieka.

powiedział Aaron Devaraj, starszy badacz w Laboratorium Krajowym Pacific Northwest w Departamencie Energii USA i autor książki Opublikowano badanie dotyczące powstawania zębów mrówek Środa w Sprawozdaniach Naukowych. Małe mrówki „mogą przecinać ludzką skórę bez łamania – trudno to zrobić z naszymi zębami”.

Aby dotrzeć do głębi tajemnic natury i zaspokoić zapotrzebowanie ludzkości na kieszonkową elektronikę – abyśmy mogli oczywiście łatwo sprawdzić nasze wpisy na Twitterze – naukowcy najpierw wyizolowali maleńki kawałek z zęba pojedynczej mrówki. mrówki dwie, lub Czasami więcej, zęby na zakrzywionej zewnętrznej żuchwie lub żuchwie. Następnie zespół zajął się techniką zwaną tomografią sond atomowych, która precyzyjnie maluje obraz położenia każdego atomu w ciele.

„Plan polegał na użyciu tej technologii, aby zrozumieć, w jaki sposób cynk jest rozprowadzany w zębach mrówek i jak to prowadzi do uzyskania siły” – powiedział Devaraj.

low-res-ant-mandibles-Landscape-jpg.png

Dolna szczęka mrówek ma mocny kęs dzięki wbudowanym atomom cynku.

Robert Schofield/Uniwersytet w Oregonie

Tomografia sondą atomową działa na zasadzie analizy odwrotnej. Zasadniczo umieszczasz pierwiastek w komorze, a następnie powoli odparowujesz – atom po atomie – i zbierasz dane każdego składnika za pomocą detektora. Dzięki tym informacjom możesz zrekonstruować obiekt jako model 3D, tyle że tym razem z rozpoznawalnymi atomami.

Po wykonaniu tych kroków przy użyciu mikroskopijnej „igły” do skubania mrówek, zespół odkrył, że atomy cynku w zębie – odpowiedzialne za przeszywający bolesny charakter ugryzień mrówek – były rozmieszczone w zaskakująco jednolity sposób, a nie w grudki.

Za każdym razem, gdy mrówka coś ugryzie, siła jest całkowicie rozłożona na jej zęby z powodu równomiernego rozproszenia atomów cynku. To wyjaśnia, dlaczego tylko około 10-20% cynku jest potrzebne do ich mocnego materiału dentystycznego. Co więcej, naukowcy twierdzą, że zwierzęta zużywają około 60% lub mniej siły, niż wymagałyby, gdyby ich zęby pasowały do ​​naszych stosunkowo słabych, perłowych białek, które mają różne typy i różne rozmieszczenie pierwiastków.

„Chemicy organiczni i nieorganiczni mogą współpracować, aby zsyntetyzować naprawdę potężne materiały, inspirowane tego rodzaju materiałami” – powiedział Devaraj.

Zastosowanie koncepcji równomiernego rozmieszczenia atomów – cynku lub innych pierwiastków – do narzędzi budujących ludzką technologię przyniosłoby naszym przyszłym miniaturowym narzędziom podwójną korzyść. Będzie taniej, bo trzeba będzie mieć mniejszą ilość mocniejszych i droższych podzespołów. Będzie też bardziej wydajny ze względu na to, że podczas użytkowania wymagana będzie wytrzymałość.

Następnie Devaraj i jego koledzy poszukują sposobów na zrewolucjonizowanie budowy kompaktowych urządzeń technicznych, analizując inne maleńkie, maleńkie gatunki, które wędrują z potężną bronią.

„Zaczęliśmy już szukać użądleń skorpionów, na przykład kłów pająków i wielu innych rodzajów miniaturowych narzędzi, aby zrozumieć, czym są arsenały owadów” – powiedział Devaraj.

You May Also Like

About the Author: Ellen Doyle

„Amatorski praktykujący muzykę. Wieloletni przedsiębiorca. Odkrywca. Miłośnik podróży. Nieskrępowany badacz telewizji”.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *