Anonim

Der äußere Panzer des Hummers ist effektiver als je zuvor, aber anscheinend ist er nicht der widerstandsfähigste Teil des Muschelkörpers. In der lichtdurchlässigen und segmentierten Membran, die das Rückgrat dieser Tiere bedeckt, haben die MIT-Ingenieure ein extrem widerstandsfähiges Material für Schnitte und Abrieb identifiziert, das gleichzeitig unglaublich flexibel ist: Ein Schutz, der es den Hummern ermöglicht, den Bauch nicht gegen die Teile zu kratzen rau auf dem Boden und den Bissen der Raubtiere zu widerstehen.

Ein Modell, nach dem man streben kann. Laut Wissenschaftlern könnte diese Membran, die zu 90% aus Wasser und dem Rest von Chitin besteht, das beständigste Hydrogel unter den in der Natur entdeckten sein: mit einer Zuverlässigkeit, die der der für Reifen verwendeten Industriereifen nahekommt. Gartenstangen und Förderbänder.

Seine Eigenschaften und Zusammensetzung könnten das Design der Rüstungen und Exoskelette der Zukunft für den medizinischen oder militärischen Bereich inspirieren: Hüllen, die gleichzeitig extrem stark sind, aber die beweglichen Körperteile wie Ellbogen und Knie frei lassen. Details der Forschung wurden in der Zeitschrift Acta Materialia veröffentlicht.

Stresstest. Wenn die Hummer schwimmen, peitschen sie den Schwanz schnell, um Raubtieren zu entkommen. Sie müssen daher neben dem starren Panzer eine Beschichtung aufweisen, die eine gewisse Elastizität der Bewegungen zulässt. Dieses Detail hat die Forscher inspiriert, die die betreffende Membran verschiedenen Belastungen ausgesetzt haben.

Die mechanischen Tests ergaben, dass sich das Hydrogel zunächst leicht ziehen lässt, bis es die doppelte Anfangslänge erreicht. An diesem Punkt beginnt es sich zu versteifen und wird zunehmend widerstandsfähiger. Diese Eigenschaft ist aufgrund der in der Natur vorkommenden Materialien, die normalerweise beim Ziehen verbleiben, ziemlich einzigartig.

Sperrholz. Kratzfestigkeitstests haben gezeigt, dass die Membran besser auf Schnitte reagiert als die meisten bekannten Gummis, während die mikroskopische Analyse das Geheimnis dieser außergewöhnlichen Eigenschaften aufgedeckt hat: Das Hummer-Hydrogel besteht aus Zehntausenden von Schichten von Chitinfasern, die jeweils in einem Winkel von 36 Grad zur darunter liegenden Ebene angeordnet sind.

Die Struktur ähnelt der von industriellem Sperrholz, das typischerweise aus mehreren Holzschichten besteht, deren Fasern im rechten Winkel zu den oberen und unteren orientiert sind. Diese Anordnung wird üblicherweise verwendet, um sehr widerstandsfähige Materialien zu erhalten, ist jedoch das erste Mal, dass sie in einem Hydrogel beobachtet wurde.

Für Forscher verbirgt die Membran einen Teil des Erfolgsgeheimnisses der Hummer auf der Erde seit mehr als 100 Millionen Jahren. Die Struktur dieses Umschlags wird auch das Design flexibler Roboter und intelligenter Stoffe inspirieren.