Один из самых прочных на разрыв биологических материалов — у зубов моллюсков-блюдечек. Брюхоногие моллюски Patella vulgata селятся на камнях вдоль береговой линии. Чтобы выживать и поглощать водоросли, они вынуждены крепко держаться за неровную и грубую поверхность, поэтому в ходе эволюции они и развили поразительные сверхспособности прочности.
Вдохновившись способностями моллюскв, ученые из Университета Портсмута разработали композит высокой прочности, который может стать экологичной альтернативой кевлару, производство которого требует множества ресурсов, а утилизация проблематична.
Несколько лет назад ученые применили сканирующий атомно-силовой микроскоп, чтобы исследовать зубы Patella vulgata и проанализировать их на атомном уровне. Оказалось, что прочность на разрыв их зубчиков — от 3 до 6,5 ГПа. Для сравнения: у паучьего шелка — около 1,3 ГПа, у стали — 1,65 ГПа. Этого удается достичь благодаря плотной сетью хитиновых волокон с мелкими кристаллами железосодержащего минерала гётита.
В дальнейшем исследователям удалось получить в лаборатории схожие структуры, состоящие из покрытого сывороткой стекла и хитина с осажденным сверху оксидом железа. При помощи изолированных клеток радулы (тех самых зубов) моллюска, минерализованного хитина и метода электроспиннинга ученые сумели вырастить ленты биомиметических искусственных зубчиков моллюска шириной 0,5 см.
Если ученым удастся масштабировать процесс, новый биоматериал должен стать одним из самых востребованных среди синтетических материалов.
