Dziennik Gazeta Prawana logo

Kałamarnica pomoże tworzyć wytrzymałe kaski

28 marca 2008, 00:55
Ten tekst przeczytasz w 3 minuty
Kałamarnica to niezwykle groźny morski drapieżnik. Jednym z jej atutów jest sztywny, ostry dziób, którego budowa od dawna frapowała uczonych - pisze DZIENNIK. W dzisiejszym "Science" zespół pod kierownictwem Aliego Misereza z University of California ujawnia odpowiedź na pytanie: jakim prawem głowonóg może korzystać z tak niebezpiecznego narzędzia?

Problem leży w tym, że atakując zdobycz, kałamarnica powinna (przynajmniej teoretycznie) ranić sama siebie. Jej dziób jest bowiem jednym z najtwardszych oraz najsztywniejszych organicznych materiałów jakie znamy. Bije na głowę tworzywa sztuczne o porównywalnym ciężarze właściwym. Można go porównać do ostrego noża pozbawionego rękojeści. Kałamarnica używa swego dzioba do zdobywania pożywienia. Uderza nim w kręgosłup ryby, po czym bez pośpiechu rozszarpuje swą sparaliżowaną ofiarę na kawałki.

Dlaczego jednak wychodzi z tego bez szwanku? Przecież prawa fizyki są nieubłagane, impet uderzenia odczuwają zarówno ofiara i agresor! Obserwacje dowodzą, że miękkie tkanki kałamarnicy, w których osadzony jest ów "nóż", nie zostają poranione, uderzenie zostaje w jakiś sposób bez szkody zamortyzowane. Żeby to osiągnąć, natura musiała wykonać kawał dobrej inżynieryjnej roboty, i Miserez (zresztą nie hydrobiolog, a właśnie inżynier materiałowy) dobrał się do jej sekretów.

Misereza zainteresowała kałamarnica Humboldta, agresywny drapieżnik spotykany w wodach Pacyfiku, od Ziemi Ognistej po Kalifornię. Według pomiarów, jej dziób ma moduł Younga płynnie zmieniający się od pięciu gigapaskali na samym koniuszku do pięćdziesięciu kilopaskali u nasady: zmiana aż stukrotna. W języku laików znaczy to tyle że czubek dzioba ma sztywność drewnianej dzidy, którą stopniowo traci, by u podstawy osiągnąć miękkość galarety. A mimo to na całej swojej długości jest zbudowany z tych samych materiałów.

Są nimi woda, chityna, białka oraz czarny pigment. Niezwykłe właściwości dziobu biorą się z tego, że na całej jego długości zmieniają się proporcje między tymi czterema substancjami. Galaretowata nasada składa się z ponad siedemdziesięciu procent wody, dwudziestu procent chityny oraz niewielkich ilości innych substancji, zaś sztywny czubek to przede wszystkim białka. Nie jest jeszcze do końca jasne, jaką rolę odgrywa każdy z tych składników, jednak to ich zmienne proporcje odpowiadają za wyjątkowe właściwości fizyczne całej konstrukcji.

Nie ma też granicy między ostrym dziobem a miękką tkanką, tylko stopniowe przejście przez wszystkie pośrednie stopnie sztywności. Dzięki temu ciało głowonoga może łagodnie zamortyzować uderzenie. Na drodze fali uderzeniowej stoi wiele naturalnych warstw kontrolowanego zgniotu, które miękko odkształcają się, by zaraz potem wrócić do swej oryginalnej formy. Energia uderzenia rozprasza się po całym ciele drapieżnika, nie wyrządzając mu żadnych szkód.

Odkrycie to może mieć wartość praktyczną. Jeżeli tylko opanujemy sztukę płynnego, stopniowego łączenia różnych materiałów na wzór dzioba kałamarnicy, może da się opracować supermocny klej będący mieszanką kilku odmiennych substancji. Na przykład po stronie wierzchniej idealnym klejem do szkła, a od spodu klejem do drewna. Zresztą, pomysł z amortyzacją wszelkiego rodzaju uderzeń też jest wart zainteresowania. Niewykluczone, że materiały stworzone na wzór dziobów kałamarnic znajdą zastosowanie w kamizelkach kuloodpornych, albo w cienkich i lekkich kaskach rowerowych.

Copyright
Materiał chroniony prawem autorskim - wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu za zgodą wydawcy INFOR PL S.A. Kup licencję
Źródło dziennik.pl
Zapisz się na newsletter
Świadczenia, emerytury, podatki, zmiany przepisów, newsy gospodarcze... To wszystko i wiele więcej znajdziesz w newsletterze Dziennik Radzi. Chcesz się dowiedzieć, kto może przejść na wcześniejszą emeryturę? A może jakie ulgi można odliczyć od podatku? Kto może otrzymać środki w ramach renty wdowiej? Zapisz się do naszego newslettera i bądź na bieżąco!

Zapisując się na newsletter wyrażasz zgodę na otrzymywanie treści reklam również podmiotów trzecich

Administratorem danych osobowych jest INFOR PL S.A. Dane są przetwarzane w celu wysyłki newslettera. Po więcej informacji kliknij tutaj