Учёные обнаружили червя, который выращивает металлические челюсти
Морской червь оказался способен выращивать металлические челюсти. Исследователи выяснили, что челюсти морских щетинковых червей Perinereis cultrifera демонстрируют поведение, аналогичное кристаллическим металлам. Специалисты предложили выделить их в новый класс материалов — «биометаллы». Результаты исследования опубликованы в журнале Biophysics Reviews.
В ходе эксперимента исследователи изучили эффект размера при наноиндентировании, известный как закон Никса-Гао. Он заключается в том, что квадрат твёрдости материала обратно пропорционален глубине вдавливания. Это поведение считается одним из ключевых признаков кристаллических металлов и связано с накоплением дислокаций в атомной решётке.
Ученые обнаружили, что аналогичный эффект проявляется и у металлокоординированных белков, составляющих челюсти различных видов щетинковых червей. В ходе эксперимента исследователи подробно изучили внутреннюю срединную плоскость одной челюсти червя Perinereis cultrifera, а не только её поверхность.
В ходе исследования проводились многократные проверки шести различных глубин вдавливания в одиннадцати участках челюсти, как в центральной, так и в концевой части. В обеих зонах зависимость твёрдости от глубины чётко соответствовала закону Никса-Гао, который традиционно связывают с пластичностью градиента деформации.
Эксперименты также выявили упругий размерный эффект, объяснённый с помощью «многогранниковой микромеханики». Микроскопические объёмные силы, связанные с дислокационными «складками» в белковой матрице, насыщенной ионами, вызывают заметные макроскопические градиенты деформации.
По мнению исследователей, сочетание полимерных и металлических свойств делает эти древние биоматериалы перспективными для биофизики и биоинженерии, что и стало причиной их предложения называть «биометаллами».
