Открыт новый класс материалов челюстей морских полихет
Учёные из Венского технического университета обнаружили в челюстных аппаратах морских полихет новое вещество, которое ранее не было известно науке.
Этот «биометалл» обладает уникальной комбинацией металлической прочности и лёгкости, характерной для органических тканей. Результаты исследования опубликованы в издании Biophysics Reviews.
Объектом изучения стали черви Perinereis cultrifera, которые способны перемалывать твёрдые пищевые объекты. Эти существа представляют большой интерес для палеонтологов, так как их окаменелости находят в геологических слоях, возраст которых составляет сотни миллионов лет.
В течение почти десяти лет исследователи детально изучали анатомию челюстей и выяснили, что они состоят из нового класса материалов. Основу составляют белковые молекулы, связанные с цинковыми ионами.
Такая комбинация придаёт структуре свойства, которые находятся на стыке между живыми тканями и металлическими сплавами. Чтобы оценить физические параметры материала, учёные провели более 3300 тестов, создавая микроотпечатки на поверхности челюстей.
Под нагрузкой материал ведёт себя подобно серебру или меди, но при этом сохраняет эластичность, которая недоступна для традиционных металлов. Авторы разработали математический алгоритм, который объясняет эти характеристики специфическим распределением металлических ионов внутри белковой матрицы.
Это открытие может стать прорывом в производстве сверхпрочных и лёгких конструкционных материалов для авиационной, машиностроительной и космической отраслей. Дальнейшие исследования будут направлены на изучение генетических механизмов формирования челюстей с целью биотехнологического воспроизводства этого вещества.