Швейцарские ученые выяснили, почему панцирь плеченогого моллюска Discinisca tenuis становится мягким в воде и твердеет при высыхании. Результаты работы важны не только для зоологии и эволюционной биологии, но и для материаловедения, так как на основе панциря можно будет разрабатывать новые материалы с контролируемой жесткостью. Статья опубликована в журнале Nature Communications.
Плеченогий моллюск Discinisca tenuis обитает на западном побережье Африки. У его богатого минералами панциря есть одна интересная особенность — намокание приводит к структурным изменениям материала, и панцирь становится настолько гибким, что может даже складываться, не ломаясь. А при высыхании он снова твердеет. Международная команда ученых под руководством Института Пауля Шеррера объяснила, почему это происходит.
Ученые использовали криоэлектронную томографию для исследования панциря моллюска. Оказалось, что раковина толщиной не более 0,5 мм состоит из гибридного материала: минерала фторапатита (из похожего вещества состоит эмаль наших зубов), в который встроены органические полимеры из белков и сахаров. Нанокристаллы фторапатита расположены слоями, и материал может впитывать большое количество воды и набухать. Вода действует как смазка, и отдельные нанокристаллы начинают скользить друг по другу, что делает материал мягким. Сеть пор в оболочке позволяет эффективно направлять воду внутрь раковины и быстро распределять ее по всей площади.
Discinisca tenuis обитает на побережьях, где, в зависимости от приливов и отливов, животные подвергаются воздействию сильных волн. Вероятно, такая особенность позволяет моллюскам адаптировать свой панцирь в зависимости от ситуации. Открытие представляет интерес в том числе для материаловедения, так как сейчас особенно актуальна разработка материалов с контролируемой жесткостью. Их можно использовать, например, для создания спортивной одежды или шлемов, так как они могут адаптироваться к движениям, обеспечивая защиту во время удара.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
