ایجاد ساختارهای مستحکم با الهام از دندان مورچه

محققان دریافتند دلیل تیز بودن دندان‌های مورچه، توانایی این جانور در ایجاد یک لایه پوششی یکنواخت از اتم‌های روی (زینک) بر سطح دندان‌ها است. به اعتقاد محققان این ساختار بیولوژیکی می‌تواند الهام‌بخش محققان برای ایجاد ساختارهای مرکب سخت و مستحکم با استفاده از مواد نرمی مانند پلاستیک باشد

از ساینس، جنس دندان‌های مورچه از پروتئین‌ها و نوعی پلیمر پلی ساکارید موسوم به کیتین است که ماده سختی محسوب می‌شود و در ترکیب با مواد دیگر مانند کلسیم کربنات سخت‌تر هم می‌شود. اما با توجه به این که مورچه توانایی جویدن چوب و مجموعه‌ای از مواد دیگر را دارند، میزان سختی و تیزی دندان‌های مورچه طبیعی به نظر نمی‌رسد.

به همین علت محققان دانشگاه اورگون و لابراتوار ملی پاسیفیک نورث وست واقع در آمریکا تصمیم گرفتند ساختار دندان‌های مورچه را با دقت بیشتری مورد تجزیه و تحلیل قرار دهند.
در این تحقیقات با استفاده از تکنیکی موسوم به توموگرافی پروب اتمی محققان توانستند ساختار دندان‌های مورچه را

در سطح اتمی بررسی کنند. در این تکنیک ابتدا با استفاده از میکروسکوپ یونی از سطح موردنظر نمونه‌برداری شده و سپس با استفاده از لیزر یا اعمال پالس‌های ولتاژ بالا، اتم‌های نمونه از سطح آن تبخیر می‌شوند تا امکان تصویربرداری سه‌بعدی و ارزیابی ساختار شیمیایی سطح موردنظر در مقیاس حدود یک دهم نانومتر فراهم شود.

در نتیجه این بررسی‌ها مشخص شد بر خلاف تصور قبلی، اتم‌های روی (zinc) در سطح دندان مورچه در نقاط مشخص تجمع نمی‌کنند، بلکه به صورت لایه‌ای یکنواخت از اتم‌های روی سطح دندان مورچه پخش می‌شوند. این نوع توزیع اتم‌ها موجب سختی و تیزی فوق‌العاده دندان مورچه‌ها می‌شود و در نتیجه مورچه‌ها و سایر جانورانی که از این ساختار بهره‌مند هستند، برای برش اجسام مختلف تنها به ۶۰ درصد از نیروی مورد نیاز برای برش آن‌ها با دندان انسان نیاز دارند.

به اعتقاد محققان این ساختار بیولوژیکی می‌تواند الهام‌بخش محققان برای ایجاد ساختارهای مرکب سخت و مستحکم با استفاده از مواد نرمی مانند پلاستیک باشد.

منبع: ایرنا