Atklājumi.lv

e-žurnāls par zinātni, cilvēku un rītdienas tehnoloģijām

Diatomu čaula - visizturīgākais dabīgais biomateriāls

Detaļas
Publicēts 10 Februāris 2016
Autors Atklajumi.lv

Kramaļģes jeb diatomas ir saldūdeņos un jūrās plaši izplatīta aļģu grupa. No citām aļģēm šos, lielākoties mikroskopiskos vienšūnas dzīvniekus, atšķir izturīgs, divpusējs, saplacināta cilindra vai līdzīgas formas silīcija dioksīda apvalks. Tagad noskaidrots, ka diatomu čaulu spiedes stiprība - spēks, kuru jāpieliek, lai struktūra deformētos, dalīts ar vielas blīvumu - ir vislielākā no zināmajiem dabīgajiem biomateriāliem.

Diatomu spiedes stiprība noteikta Kalifornijas Tehnoloģiju institūta Inženierzinātņu un praktisko zinātņu nodaļā, profesores Jūlijas Greer vadītajā laboratorijā. Raksts par atklājumu publicēts ASV Zinātņu akadēmijas rakstu krājuma šī gada 9.februāra numurā.

J. Greer domā, ka diatomu čaulu izturības atslēga ir to vākos esošās poras, kas evolucionāri izveidojušās vielu apmaiņai ar apkārtējo vidi. Poras, Greer stāsta, iespējams vienlaikus darbojas arī kā mehāniskā stresa kompensatori - spiediens, ja tāds rodas, "noplūst" pa poru atverēm, novēršot plaisu veidošanos čaulā un līdz ar to iespējamo organisma bojāeju.

Silīcijs ir ciets, bet trausls materiāls, profesore turpina. Nometot, piemēram, zemē glāzi, tā sašķīdīs drumslās. Taču, izveidojot šo pašu materiālu ar tādu struktūru, kāda ir diatomu vākiem, tas kļūs izturīgs." Tas arī ir Greer'as grupas tālākais mērķis - radīt mākslīgas struktūras, to dizainā izmantojot diatomu silīcija čaulu uzbūves principus.

Attēls: Diatomu čaula ir būvēta kā porainu, sešstūrainu, bišu šūnām līdzīgu struktūru kopums, kas ļauj savietot lielu izturību un mazu masu. Publicitātes foto.

Avoti:

newswise.com
en.wikipedia.org
ncbi.nlm.nih.gov

Piezīmes:

1. Diatomu čaulas, strikti runājot, tomēr gluži nebūtu salīdzināmas ar KTI relīzē pieminētajiem biomateriāliem - kaulu, zobiem un ragiem. Ja pēdējie kā saistaudi sastāv no mineralizētām šūnām, tad kramaļģu vāki ir šūnas iekšienē polimerizētu, ūdenī izšķīduša silīcija (silīcijskābes) monomēru veidojumi.

Brīvpieejas materiāls. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.