Krunýř ramenonožce. Pixabay License Volné pro komerční užití

Ramenonožec si dokáže z tvrdé skořápky udělat pružnou

Vědci zjistili, proč ochranná skořápka (krunýř) ramenonožce Discinisca tenuis ve vodě extrémně změkne a na vzduchu opět ztvrdne. Jak se ukázalo, schránka nasáklá vodou se dá dokonce i různě skládat a překládat bez toho, aby se polámala. Proces je přitom vratný. Ramenonožci jsou mořští živočichové, tento druh ale žije v přílivovém pásmu u západoafrického pobřeží.
Schránka ramenonožce není tlustší než půl milimetru; skládá se z hybridního materiálu: převážně anorganického minerálu, v němž jsou zabudovány organické polymery z bílkovin a sacharidů. Minerál, který tvoří hlavní složku schránky, je druh fluoroapatitu. Svým chemickým složením se tedy schránka podobá kostem nebo i skořápkám škeblí (ramenonožci mlže připomínají, ale příbuzní s nimi nejsou), u nich ale žádné podobné přeměny neprobíhají. Podrobnosti o fungování této skořápky vědci nyní získali pomocí kryotomografie, tedy sledováním materiálu pod mikroskopem s vysokým rozlišením při velmi nízkých teplotách.
Pozorování ukázalo, že nanokrystaly fluoroapatitu jsou uspořádány ve vrstvách. Spoluautor studie Fabio Nudelman z University of Edinburgh je přirovnává k cihlovým zdem. V této analogii jsou cihly nanokrystaly a malta mezi cihlami se skládá z organických molekul, jako je chitin a bílkoviny. „Malta“ může absorbovat velké množství vody, což způsobuje její bobtnání. Akumulací vody mění svou strukturu: měkne a cihly se vůči sobě stávají pohyblivými. Voda působí jako „mazivo“ mezi jednotlivými nanokrystaly a ty pak mohou přes sebe klouzat. Tímto pohybem se skořápka stává pružnou. Síť pórů ve skořápce je obzvláště účinná při vedení vody dovnitř a její rychlé distribuci v celém materiálu.
Discinisca tenuis žije v koloniích v přílivových zónách, kde je v závislosti na fázi voda klidná nebo naopak prudce proudí a vytváří vlny. Pro živočichy je nejspíš výhodné dokázat tvrdost schránky rychle přizpůsobit okamžité situaci, krunýř se pak poškodí s menší pravděpodobností. Možná tuto vlastnost mají i schránky jiných vodních živočichů.
Nakonec materiály s těmito vlastnostmi by se nám mohly hodit i pro různé technologické aplikace. Sportovní oblečení nebo helmy by se mohly pružně přizpůsobovat pohybům a současně vždy poskytovat potřebnou ochranu při nárazu. Využití tohoto jevu by mohlo být užitečné i při vývoji materiálů, z nichž se dělají náhrady kostí.

Johannes Ihli et al, Mechanical adaptation of brachiopod shells via hydration-induced structural changes, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-25613-4
Zdroj: Paul Scherrer Institute / Phys.org

Credit: (c) NASA/JPL-Caltech/DSS

Druhá nejbližší „galaktická“ černá díra může být nezvykle velká

Leo I je jednou z trpasličích satelitních galaxií obíhajících Mléčnou dráhu. Zajímavé je, že podle …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close