Anonim

Hummerens ytre karpe er mer effektiv enn noen gang, men tilsynelatende er den ikke den mest motstandsdyktige delen av skalldyrlegemet. I den gjennomskinnelige og segmenterte membranen som dekker underdieren til disse dyrene, har MIT-ingeniørene identifisert et ekstremt motstandsdyktig materiale mot kutt og skrubbsår, men samtidig også utrolig fleksibelt: en beskyttelse som gjør at hummerne ikke klør magen mot delene grov på bunnen, og for å motstå bitt fra rovdyr.

En modell å strebe etter. I følge forskere kan denne membranen - sammensatt av 90% vann og resten av kitin - være den mest motstandsdyktige hydrogel blant de som er oppdaget i naturen: med en pålitelighet som kommer i nærheten av industridekkene som brukes til dekk, hagestenger og transportbånd.

Dens egenskaper og sammensetning kan inspirere til utformingen av fremtidens rustninger og eksoskjeletter, som skal brukes i det medisinske eller militære feltet: foringsrør som samtidig er ekstremt sterke, men som lar de bevegelige kroppsdeler som albuer og knær være frie. Detaljer om forskningen er publisert i tidsskriftet Acta Materialia.

Stresstest. Når hummerne svømmer, gir de halen hurtig "pisking" for å unnslippe rovdyr. I tillegg til det stive karet, må de derfor ha noe belegg som tillater en viss elastisitet i bevegelsene. Denne detalj inspirerte forskerne, som utsatte den aktuelle membranen for forskjellige påkjenninger.

De mekaniske testene avdekket at hydrogelen i utgangspunktet lar seg enkelt trekke til den når dobbelt så lang tid som den første. På det tidspunktet begynner det å stivne og blir gradvis mer motstandsdyktig. Denne funksjonen er ganske unik, på grunn av materialene som finnes i naturen, som vanligvis lar være å gå mens de blir trukket.

Kryssfiner. Ripemotstandstester har sett membranen reagere på kutt mye bedre enn de fleste kjente tannkjøtt, mens mikroskopisk analyse har avslørt hemmeligheten bak disse eksepsjonelle egenskapene: Hummerhydrogel består av titusenvis av lag med kitinfibre, hver plassert i en vinkel på 36 grader fra det underliggende nivået.

Strukturen ligner den av industriell kryssfiner, vanligvis bestående av flere tresjikt, hvis fibre er rettet vinkelrett mot den øvre og nedre. Denne anordningen blir ofte brukt for å oppnå meget motstandsdyktige materialer, men det er første gang den blir observert i en hydrogel.

For forskere skjuler membranen en del av hemmeligheten bak den evolusjonære suksessen til hummer, på jorden i mer enn 100 millioner år. Strukturen i denne konvolutten vil også inspirere til design av fleksible roboter og smarte stoffer.