Narzędzia niewymagające ostrzenia wzorowane na zębach jeżowców
Zęby jeżowców są zawsze ostre. Dlaczego? Naukowcy właśnie rozwiązali tę zagadkę. Przewidują, że dzięki temu odkryciu uda się wytworzyć narzędzia, które nie będą się tępić.
Zęby jeżowców są zawsze ostre. Dlaczego? Naukowcy właśnie rozwiązali tę zagadkę. Przewidują, że dzięki temu odkryciu uda się wytworzyć narzędzia, które nie będą się tępić.
Jakiś czas temu przekonywano nas do zakupu noży, które miały być zawsze ostre. Jednak ze spełnieniem reklamowych obietnic bywało różnie. Pewnie dlatego, że producenci tych narzędzi nie wiedzieli tego, co 22 grudnia tego roku naukowcy z University of Wisconsin-Madison ogłosili światu. Mianowicie tego, że aby noże nie tępiły się, wewnętrzna struktura ich ostrzy powinna przypominać budowę zębów jeżowców.
Jeżowce szorują swoimi zębami o podwodne skały, wygryzając w nich zagłębienia – kryjówki. Pomimo tak katorżniczej pracy ich zęby nigdy się nie tępią. I są to jedne z nielicznych naturalnych tworów, które zawsze pozostają ostre. Naukowcy przebadali więc dokładnie te zadziwiające struktury. Użyli do tego m.in. nowoczesnych technik mikroskopii z wykorzystaniem promieni rentgenowskich.
Okazało się, że ciągle wzrastające zęby tych kolczastych zwierząt morskich swoją strukturą przypominają mozaikę. Zbudowane są z biomateriału - kryształów kalcytu. Występują one w dwóch formach: włókien oraz płytek ułożonych w poprzek. Całość zespala supermocny kalcytowy nanocement. Pomiędzy warstwami krystalicznymi znajdują się warstwy z mniej mocnych materiałów organicznych.
I te właśnie niekrystaliczne warstwy stanowią miejsca newralgiczne: tu dochodzi do pęknięć i ułamań struktury zęba jeżowca. W ten sposób mocne i ostre kalcytowe elementy zostają odsłonięte. Do ułamań zęba dochodzi w ściśle określonych miejscach struktury. Naukowcy obrazowo porównują to do perforacji znajdujących się na papierze lub pomiędzy workami w rolce, których rolą jest ułatwić oderwanie jednej części od drugiej, bez uszkodzenia reszty struktury.
Dzięki analizie mikroskopowej wiemy też, że krystaliczny charakter zębów jeżowców jest odmienny od innych tego typu struktur występujących w naturze.
Budowa zębów jeżowców jest kluczem do opracowania narzędzi, które nie będą się tępić. Dokładniej: takich, które w trakcie pracy będą się same ostrzyć. Naukowcy uważają, że teoretycznie możliwe jest wytworzenie takich narzędzi na bazie schematu podanego przez samą naturę. Czy rzeczywiście? Pokaże czas i postęp nanotechnologii.
Wyprodukowanie samoostrzących się narzędzi to jednak nie lada pokusa – również przez wzgląd na potencjalne korzyści z wdrożenia tego typu wynalazku do masowej produkcji. Zatem całkiem prawdopodobne, że odkrycie Amerykanów nie stanie się jedną z tych rewelacji, które umierają śmiercią naturalną.
Źródło: Nanotechwire