Вчені розкривають таємниці суперсильних зубів мурашок

Щоб уникнути скорочення споживчої електроніки, інженерам необхідно створити невеликі, але надзвичайно потужні інструменти для використання у побудові пристроїв. Одна група сподівається отримати схеми від матері -природи, вивчивши деякі з найскладніших знайомих нам інструментів: зуби мурашок.

Тонші, ніж пасмо людського волосся, мініатюрні комахи можуть гризти досить сильно, щоб відрізати міцне листя, не завдаючи ніякої шкоди. Все це пов’язано з рівномірним розташуванням зубів атомів цинку, що дозволяє рівномірно розподіляти силу щоразу, коли істоти щось стискають. Дослідники стверджують, що ця функція одного дня може бути застосована до рукотворних інструментів.

сказав Аарон Деварадж, старший науковий співробітник Тихоокеанської північно -західної національної лабораторії Міністерства енергетики США та автор книги Було опубліковано дослідження щодо формування зубів мурашок Середа в наукових доповідях. Дитячі мурашки «можуть порізати людську шкіру, не зламавши – це важко зробити з нашими зубами».

Щоб заглибитися в таємниці природи і задовольнити потреби людства в кишеньковій електроніці-щоб ми могли легко перевірити канали Twitter, звичайно-дослідники спочатку виділили крихітний шматочок із зуба однієї мурашки. мурахи два, або Іноді більше, зуби на вигнутій зовнішній нижній щелепі або нижній щелепі. Далі команда звернулася до техніки під назвою атомно -зондова томографія, яка точно малює картину того, де кожен атом знаходиться всередині тіла.

“План полягав у тому, щоб використати цю технологію, щоб зрозуміти, як цинк розподіляється у цих зубах мурашок, і як це призводить до того, що ви отримуєте силу”, – сказав Деварадж.

Атомно -зондова томографія працює шляхом зворотного аналізу. По суті, ви поміщаєте елемент у камеру, потім повільно випаровуєте його – атом за атомом – і збираєте дані кожного інгредієнта на детекторі. За допомогою цієї інформації можна реконструювати об’єкт як 3D -модель, за винятком цього разу з впізнаваними атомами.

Виконавши ці кроки, використовуючи мікроскопічну «голку», щоб погризти мурашок, команда виявила, що атоми цинку в зубі – відповідальні за пронизливу болючу природу укусів мурашок – розподілялися напрочуд рівномірним чином, а не згустками.

Щоразу, коли мураха щось кусає, сила повністю розподіляється по зубах через рівномірного розсіювання атомів цинку. Це пояснює, чому лише 10-20% цинку насправді необхідні для міцного стоматологічного матеріалу. Навіть краще, кажуть дослідники, тварини в кінцевому підсумку застосовують приблизно 60% або менше сили, ніж їм потрібно, якби їхні зуби відповідали нашим відносно слабким перлинним білкам, які мають різні типи та різний розподіл елементів.

“Органічні та неорганічні хіміки можуть працювати разом, щоб синтезувати дійсно потужні матеріали, натхненні такими матеріалами”, – сказав Деварадж.

Застосування концепції рівномірного розподілу атомів – цинку чи інших елементів – до інструментів, які створюють людські технології, дасть нашим майбутнім мініатюрним інструментам подвійну користь. Це буде дешевше, тому що необхідно буде мати меншу кількість міцніших і дорогих компонентів. Він також буде більш ефективним через те, що під час використання буде потрібно міцність.

Далі, Деварадж та його колеги -дослідники прагнуть продовжувати пошук шляхів для революції у створенні компактних технічних пристроїв, аналізуючи інші крихітні, крихітні види, які бродять із потужною зброєю.

“Ми вже почали шукати укуси скорпіонів, наприклад, ікла павуків та багато інших видів мініатюрних інструментів, щоб зрозуміти, що це за арсенали комах”, – сказав Деварадж.