Ерлан Жумабаев Ученые из Венского технического университета и Венского университета выделили новый класс материалов – биометаллы. Физики изучали челюсти хищного многощетинкового червя Perinereis cultrifera и обнаружили уникальную структуру из ионов и белков, которая сочетает особенности живой ткани и твердость металла. Результаты исследования опубликовал научный журнал «Biophysics Reviews».
Раньше этот термин применяли к биологическим тканям, если они проводили ток или выдерживали нагрузку как обычные металлы. Теперь исследователи предлагают классифицировать биометаллы по трем критериям: твердости, механике деформации и строению на уровне молекул. Челюсти морского червя состоят именно из таких структур, что помогает животному захватывать и раздавливать добычу.
Чтобы измерить прочность челюстей, авторы химически проанализировали их состав и нанесли на поверхность микроскопические вмятины. Выяснилось, что на кончиках скапливается больше ионов металлов, поэтому они значительно тверже основания. Меняя глубину давления, ученые зафиксировали физический эффект, характерный для меди и серебра: на малых участках материал сопротивлялся деформации сильнее. Это происходит потому, что на микроуровне напряжение распределяется иначе, блокируя микротрещины в атомной решетке.
Главное отличие биометаллов от кристаллических металлов заключается в том, что их эластичность меняется в зависимости от размера объекта. Исследователи уже описали этот механизм математически. Соавтор работы Кристиан Хеллмих сообщил, что теперь команда планирует изучить другие виды животных и выяснить, как гены определяют физические свойства таких природных материалов.
