Jūros kirmino Perinereis cultrifera žandikauliuose aptiktas unikalus biometalų fenomenas

Jūros kirmino žandikauliai: naujas biometalų atradimas

Jūros kirminas Perinereis cultrifera, gyvenantis vandenyno dugne, turi ypatingus žandikaulius. Šie žandikauliai yra sudaryti iš baltymų, įtvirtintų metalų jonais, leidžiančiais kirminui efektyviai kramtyti ir praryti grobį. Šis neįprastas struktūros derinys paskatino mokslininkus sukurti naują terminą tokiems medžiagoms – „biometalai“.

Atrastas unikalus elgesys

Austrijos mokslininkai iš Vienos technikos ir Vienos universitetų atliko tyrimus, siekdami suprasti šių žandikaulių savybes. Jie naudojo nanoindentavimo metodą, kad išmatuotų kietumą, ir atliko cheminę analizę bei detalią fotografiją. Tyrimai parodė, kad metalų jonų koncentracija didžiausia žandikaulių galuose, todėl jie yra ypač kieti – tai būtina, kad kirminas galėtų susmulkinti stiprius grobio kiautus.

Biometalų savybės

Kirmino žandikauliai demonstruoja vadinamąjį Nikso–Gao dydžio efektą, kuris būdingas variui ir sidabrui – medžiaga tampa kietesnė mažesniuose masteliuose. Tačiau biometalai turi ir kitą unikalų bruožą – jų elastingumas taip pat priklauso nuo mastelio. Tai reiškia, kad žandikaulių gebėjimas lankstytis ir grįžti į pradinę formą kinta priklausomai nuo nagrinėjamo ploto dydžio. Toks elgesys nėra būdingas įprastiems kristaliniams metalams, kaip varis ar sidabras.

Ateities tyrimų kryptys

Mokslininkai, naudodamiesi matematiniais modeliais, bandė paaiškinti, kaip atomų lygio procesai sukuria tokį elastingumą. Tačiau jie pripažįsta, kad tai tik pradžia. Ateityje planuojama tyrinėti daugiau rūšių ir surinkti daugiau duomenų. Taip pat yra susidomėjimas, kaip genetinės modifikacijos galėtų pakeisti šių medžiagų „konstrukciją“.

Gamta, atrodo, išmoko medžiagų mokslą dar gerokai prieš žmones.