‘Gezici Köfte’ Nasıl Sert Dişlerine Sahiptir?
(mtag101701) (mtag101702) (mtag101702) Bambu chiton göz alıcı bir yaratık değildir. Büyük, yumrulu yumuşakça, Pasifik kıyılarının suları …
(mtag101701)
(mtag101702)
(mtag101702) Bambu chiton göz alıcı bir yaratık değildir. Büyük, yumrulu yumuşakça, Pasifik kıyılarının suları boyunca sürünerek kırmızımsı kahverengi gövdesini kıyı şeridinde yukarı ve aşağı çeker. Bazen makul olmayan bir şekilde “gezici köfte” olarak bilinir. Ama chiton’un mütevazı vücudu bir dizi küçük ama korkunç dişi gizler. Canlının kayalardan algleri sıyırmak için kullandığı bu dişler, canlı bir organizmada var olduğu bilinen en sert malzemeler arasındadır.
(mtag101704)
(mtag101702)
Şimdi, bir grup bilim insanı, chiton’un kaya gibi sert diş yapısında şaşırtıcı bir bileşen keşfetti: daha önce yalnızca gerçek kayalarda bulunan nadir, demir bazlı bir mineral. Araştırmacılar, Pazartesi günü PNAS dergisinde bildirdiğine göre, güçlü ama hafif olan mineralin küçük parçacıkları yumuşakçaların dişlerinin kökünü sertleştirmeye yardımcı oluyor.
(mtag101704)
(mtag101702)
3 boyutlu yazıcılar için chiton’dan ilham alan yeni bir mürekkep oluşturarak ilke kanıtı sağlayan bilim adamlarına göre, keşif mühendislerin yeni tür malzemeler tasarlamasına yardımcı olabilir.
(mtag101704)
(mtag101702)
Bir chiton, radula olarak bilinen esnek, kurdele benzeri dilini yosun kaplı kayalar boyunca süpürerek beslenir. Ultra sert dişleri, yumuşak radula boyunca sıralar halinde dizilmiştir. Kalem olarak bilinen uzun, içi boş bir tüp, her dişi radulaya sabitler.
(mtag101704)
(mtag101705)
(mtag101705)
Bilim adamları daha önce chiton dişlerinin üstlerinin manyetit adı verilen bir demir cevheri içerdiğini keşfetmişlerdi, ancak kalemin bileşimi hakkında daha az şey biliyorlardı. Almanya’daki Stuttgart Üniversitesi’nde materyal bilimci ve gazetenin ilk yazarı olan Linus Stegbauer, “Dişin üst kısmında demir olduğunu biliyorduk,” dedi. “Ama kök yapısında, orada neler olduğu hakkında hiçbir fikrimiz yoktu. ”
(mtag101704)
(mtag101702)
Yeni çalışmada araştırmacılar, bilim insanlarının ışık ve diğer elektromanyetik radyasyon türleriyle nasıl etkileşime girdiğini gözlemleyerek bir malzemenin kimyasal ve fiziksel özelliklerini öğrenmelerine olanak tanıyan çeşitli spektroskopi türleri de dahil olmak üzere çeşitli gelişmiş görüntüleme tekniklerini kullanarak chiton dişlerini analiz ettiler.
(mtag101704)
(mtag101702)
Buldukları kalem, daha yumuşak bir matriste asılı duran bir tür demir bazlı mineralden oluşan küçük parçacıklar içeriyordu. (Matris, böceklerin ve kabukluların dış iskeletini oluşturan bileşik olan kitinden yapılmıştır.)
(mtag101704)
(mtag101702)
Daha fazla analizden sonra, mineral parçacıklarının daha önce canlılarda hiç gözlemlenmemiş bir mineral olan santabarbarait olduğunu keşfettiklerinde hayrete düştüler. Northwestern Üniversitesi’nde kıdemli yazar ve malzeme bilimcisi olan Derk Joester, “Bu bir dizi sürprizdi ve sonra gelmeye devam ettiler” dedi.
(mtag101704)
(mtag101705)
(mtag101705)
(mtag101706)
(mtag101705)
(mtag101707) Gezici köfte dişlerinin taramalı elektron mikrografı. Pençe şeklindeki diş başlarını destekleyen içi boş sütunlar olan kalemin, daha önce canlılarda hiç gözlemlenmemiş bir mineral olan santabarbarait parçacıkları içerdiği bulundu.
(mtag101708) Kredi. . .
(mtag101708)
(mtag101707)L. Stegbauer ve ark. , Kuzeybatı Üniversitesi
(mtag101708)
(mtag101708)
(mtag101709)
(mtag101705)
(mtag101705)
Santabarbarait sert bir mineraldir ancak manyetitten daha az demir ve daha fazla su içerir, bu da onu daha az yoğun hale getirir. Mineral, chiton’un demire olan bağımlılıklarını azaltırken güçlü, hafif dişler oluşturmasına izin verebilir. Dr. Joester, “Demir fizyolojik olarak nadir bulunan bir malzemedir” dedi.
(mtag101704)
(mtag101705)
(mtag101705)
Araştırmacılar ayrıca santabarbarait parçacıklarının tüm stilus boyunca eşit olarak dağılmadığını keşfettiler. Bunun yerine, diş yüzeyine en yakın olan tepede yoğunlaştılar ve kalemin yumuşak radulaya bağlandığı alt kısımda daha seyrek hale geldiler. Bu dağıtım modeli bir gradyan oluşturarak, prob ucunu üstte daha sert ve daha sert ve altta daha esnek hale getirdi.
(mtag101704)
(mtag101702)
Dr. Joester, “Organizma, mineralin nereye gittiği üzerinde muazzam bir uzamsal kontrole sahip” dedi. “Ve sanırım, bunun materyal oluşturmak için nasıl kullanılabileceği konusunda bizi düşündüren şey sanırım bu. Organizma bunu modelleyebiliyorsa, biz de aynısını yapabilir miyiz?”
(mtag101704)
(mtag101702)
Araştırmacılar, chiton dişinden esinlenerek yeni bir 3 boyutlu yazıcı “mürekkebi” yaratmayı denemeye karar verdiler. Kitine benzer bir bileşikle başladılar ve ardından iki sıvı eklediler: biri demir ve diğeri fosfat içeren. Bileşenlerin karıştırılması, santabarbaraite benzer minik mineral parçacıklarıyla süslenmiş kalın bir macun verdi. Dr. Stegbauer, “Ardından yazdırılmaya hazır – sadece 3 boyutlu yazıcınıza aktarabilirsiniz” dedi.
(mtag101704)
(mtag101702)
Mürekkep kurudukça sertleşti, ancak nihai fiziksel özellikleri karışıma ne kadar demir ve fosfat eklendiğine bağlıydı. Ne kadar çok eklenirse, o kadar fazla nanoparçacık oluştu ve nihai malzeme o kadar sert ve sert hale geldi. Araştırmacılar, tarifi bu şekilde değiştirerek, kalamar kadar esnek ve lastik gibi ya da kemik kadar sert ve sert nesneler yaratabildiler.
(mtag101704)
(mtag101702)
Dr. Joester, “Mürekkebi baskıdan hemen önce değiştirebileceğiniz bir oranda karıştırmak mümkün olmalı” dedi. “Ve bu, bileşimi, nanoparçacıkların miktarını ve dolayısıyla malzemenin anında gücünü değiştirmenize izin verir. Bu, mukavemetin nispeten kısa mesafelerde çok büyük ölçüde değiştiği malzemeleri basabileceğiniz anlamına gelir. ”
(mtag101704)
(mtag101702)
Bu teknik, mühendislerin bazı yerlerde sert ve katı, diğerlerinde yumuşak ve esnek makineler oluşturmasına olanak tanıyan yumuşak robotik alanında yararlı olabilir, dedi. bu gradyanların yapıya ”
(mtag101704)
(mtag101705)
(mtag101705)
(mtag101704)
(mtag101702)
Bir The New York Times haberinden çevrildi ve haberleştirildi.
(mtag101704)
