Naučnici su uporedili snagu ljudske kose i vune slona

Sadržaj:

Naučnici su uporedili snagu ljudske kose i vune slona
Naučnici su uporedili snagu ljudske kose i vune slona
Anonim

Američki fizičari po prvi su put usporedili snagu, elastičnost i druge fizičke karakteristike kose i vune različitih vrsta sisavaca. Utvrđeno je da je ljudska kosa mnogo jača od slonove, uprkos četverostrukoj razlici u debljini. Istraživanje je objavio naučni časopis Matter.

To nas je jako iznenadilo - s intuitivnog gledišta, što je kosa gušća, to bi trebala biti jača. Priroda je usavršavala ove materijale milijunima godina i nadamo se da ćemo uspjeti stvoriti sintetičke analoge najjača kosa sa sličnim svojstvima”, rekao je Wen Yang, jedan od autora studije, nanotehnolog sa Kalifornijskog univerziteta u San Diegu (SAD).

Posljednjih nekoliko godina predstavnici različitih egzaktnih znanosti pokušavali su prilagoditi "proizvode evolucije" za stvaranje novih tehnologija i uređaja, proučavajući strukturu različitih organa tijela ili tajne rada različitih "velesila" životinje.

Igle dikobraza i bradavice parazitskih crva pomogle su američkim fizičarima stvoriti savršeno oštre medicinske igle i vrlo ljepljiv medicinski gips, a kanadski su naučnici učinili staklo 200 puta izdržljivijim, otkrivajući principe konstrukcije školjki. Slično, gekonske šape pomogle su nanotehnologima u stvaranju izuzetno ljepljive ljepljive trake koja radi pod vodom.

S tim u vezi, kako su primijetili Wen Yang i njegove kolege, ljudska kosa je od jednakog interesa za fizičare. S jedne strane, imaju istu čvrstoću po gramu težine kao i čelična žica, podnoseći pritisak od dvije hiljade atmosfera. U ovom slučaju, međutim, kosa se i dalje može rastegnuti jedan i pol puta bez pojave lomova ili pogoršanja njihovih mehaničkih svojstava.

Izumio priroda

Prije godinu dana, kalifornijski fizičari otkrili su tajne svoje snage, otkrivši da se kosa sastoji od dva sloja nanočestica proteina keratina. Raspoređene su u posebne uzorke, zbog čega se kosa počinje ponašati poput meda ili drugih viskoznih tekućina. Ove tvari postaju ukočene i jake kada ih pokušate naglo rastegnuti, ali u isto vrijeme jedva odolijevaju sporoj primjeni sile.

Otkrivši složenu strukturu ljudske dlake, naučnici su odlučili ispitati razlikuju li se u tom pogledu od vune drugih sisavaca, koja ima potpuno različitu dužinu, debljinu i ulogu u životu ovih životinja. Da bi to učinili, naučnici su proveli sličan niz mjerenja i eksperimenata koristeći čekinje, vunu i kosu slona, medvjeda, konja, divlje svinje, kapibare, pekare i žirafe.

Ovi eksperimenti otkrili su nekoliko neočekivanih stvari koje naučnici nisu očekivali da će vidjeti. Na primjer, Wen Yang i njezine kolege otkrile su da se struktura i odgovor dlake na mehaničku deformaciju uvelike razlikuju za različite grupe životinja, unatoč sličnim veličinama dlake.

Konkretno, struktura čekinja u južnoafričkih sisavaca, kapibara i pekarija značajno se razlikovala od načina na koji su bila raspoređena pojedinačna vunena vlakna njihovih udaljenih "rođaka" iz Starog svijeta. Zbog ovih razlika, linija četveronožnih stanovnika Novog svijeta nije se toliko rastegnula, ali je u cjelini bila nešto jača nego kod ostalih "sudionika" eksperimenta.

Slično, čekinje slonova i žirafino krzno, unatoč većoj debljini vlakana, bili su znatno inferiorniji od fine ljudske kose i medvjeđe kose po snazi i elastičnosti. Općenito, što je dlaka bila gušća, oba su pokazatelja bila niža, a ovaj odnos funkcionira ne samo pri usporedbi različitih životinja, već i različitih vrsta dlaka u istoj vrsti sisavaca.

Ova se anomalija, prema fizičarima, može objasniti činjenicom da snaga dlaka uvelike ovisi o prisutnosti različitih nedostataka u njihovoj debljini, čiji broj brzo raste s povećanjem promjera kose. Dalje proučavanje strukture dlaka različitih vrsta sisavaca, nadaju se Wen Yang i njene kolege, pomoći će im da shvate kako se ovaj biomaterijal može kopirati i koristiti za stvaranje ultra jakih, fleksibilnih, ali vrlo lakih sintetičkih materijala.

Preporučuje se: