Οι επιστήμονες αποκαλύπτουν τα μυστικά πίσω από τα εξαιρετικά ισχυρά δόντια των μυρμηγκιών

Για να μην συρρικνωθούν τα ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, οι μηχανικοί πρέπει να κατασκευάσουν εργαλεία που είναι μικρά αλλά εξαιρετικά ισχυρά για χρήση στην κατασκευή των συσκευών. Μια ομάδα ελπίζει να πάρει σχέδια από τη Μητέρα Φύση μελετώντας μερικά από τα πιο δύσκολα εργαλεία που γνωρίζουμε: τα δόντια των μυρμηγκιών.

Λεπτότερα από μια τρίχα ανθρώπινης τρίχας, τα μικροσκοπικά έντομα μπορούν να ροκανίσουν αρκετά σκληρά για να ξεκολλήσουν τα σκληρά φύλλα χωρίς να προκαλέσουν ζημιά. Όλα έχουν να κάνουν με την ομοιόμορφη διάταξη των δοντιών των ατόμων ψευδαργύρου, η οποία επιτρέπει την ομοιόμορφη κατανομή της δύναμης κάθε φορά που τα πλάσματα πιέζουν κάτι. Οι ερευνητές λένε ότι αυτό το χαρακτηριστικό θα μπορούσε κάποτε να εφαρμοστεί σε τεχνητά εργαλεία.

δήλωσε ο Aaron Devaraj, ανώτερος ερευνητής στο Εθνικό Εργαστήριο Pacific Northwest του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ και συγγραφέας του βιβλίου Δημοσιεύτηκε μια μελέτη για το σχηματισμό δοντιών μυρμηγκιού Τετάρτη στις Επιστημονικές Εκθέσεις. Τα μωρό μυρμήγκια “μπορούν να κόψουν το ανθρώπινο δέρμα χωρίς να σπάσουν – είναι δύσκολο να το κάνουμε με τα δόντια μας”.

Για να φτάσουμε στα βάθη των μυστηρίων της φύσης και να ικανοποιήσουμε την ανάγκη της ανθρωπότητας για ηλεκτρονικά μεγέθους τσέπης-έτσι μπορούμε εύκολα να ελέγξουμε τις ροές του Twitter, φυσικά-οι ερευνητές της μελέτης απομόνωσαν πρώτα ένα μικροσκοπικό κομμάτι από ένα δόντι ενός μυρμηγκιού. μυρμήγκια δύο, ή Μερικές φορές περισσότερο, δόντια στην καμπύλη εξωτερική κάτω γνάθο ή γνάθο. Στη συνέχεια, η ομάδα στράφηκε σε μια τεχνική που ονομάζεται τομογραφία ανιχνευτή ατόμων, η οποία δίνει ακριβώς μια εικόνα για το πού βρίσκεται κάθε άτομο μέσα στο σώμα.

“Το σχέδιο ήταν να χρησιμοποιηθεί αυτή η τεχνολογία για να καταλάβουμε πώς κατανέμεται ο ψευδάργυρος μέσα σε αυτά τα δόντια μυρμηγκιών και πώς αυτό οδηγεί στη δύναμη που αποκτάτε”, δήλωσε ο Devaraj.

Η τομογραφία ατομικού καθετήρα λειτουργεί με αντίστροφη ανάλυση. Βασικά, βάζετε ένα στοιχείο σε ένα θάλαμο και μετά το εξατμίζετε αργά – άτομο προς άτομο – και συλλέγετε τα δεδομένα κάθε συστατικού σε έναν ανιχνευτή. Με αυτές τις πληροφορίες, μπορείτε να αναδημιουργήσετε το αντικείμενο ως τρισδιάστατο μοντέλο, εκτός από αυτή τη φορά με αναγνωρίσιμα άτομα.

Μετά από αυτά τα βήματα χρησιμοποιώντας μια μικροσκοπική “βελόνα” για να τσιμπήσετε τα μυρμήγκια, η ομάδα διαπίστωσε ότι τα άτομα ψευδαργύρου στο δόντι – υπεύθυνα για τη διάτρηση της επώδυνης φύσης των δαγκωμάτων μυρμηγκιών – κατανέμονταν με έναν εκπληκτικά ομοιόμορφο τρόπο και όχι σε συστάδες.

Κάθε φορά που ένα μυρμήγκι δαγκώνει κάτι, η δύναμη απλώνεται εντελώς στα δόντια του λόγω της ομοιόμορφης διασποράς των ατόμων ψευδαργύρου. Αυτό εξηγεί γιατί μόνο περίπου το 10-20% του ψευδαργύρου είναι πραγματικά απαραίτητο για το ισχυρό οδοντικό υλικό τους. Ακόμα καλύτερα, λένε οι ερευνητές, τα ζώα καταλήγουν να χρησιμοποιούν περίπου 60% ή λιγότερη δύναμη από ό, τι θα απαιτούσαν εάν τα δόντια τους ταίριαζαν με τα σχετικά αδύναμα μαργαριταρένια λευκά μας, τα οποία έχουν διαφορετικούς τύπους και διαφορετική κατανομή στοιχείων.

“Οι οργανικοί και ανόργανοι χημικοί μπορούν να συνεργαστούν για να συνθέσουν πραγματικά ισχυρά υλικά, εμπνευσμένα από αυτά τα είδη υλικών”, δήλωσε ο Devaraj.

Η εφαρμογή της έννοιας της ομοιόμορφης εξάπλωσης των ατόμων – ψευδαργύρου ή άλλων στοιχείων – στα εργαλεία που χτίζουν την ανθρώπινη τεχνολογία θα προσφέρει στα μελλοντικά μικροσκοπικά εργαλεία μας διπλό όφελος. Θα είναι φθηνότερο, επειδή θα είναι απαραίτητο να έχουμε μικρότερη ποσότητα ισχυρότερων και ακριβότερων εξαρτημάτων. Θα είναι επίσης πιο αποτελεσματικό λόγω του γεγονότος ότι θα απαιτείται αντοχή κατά τη χρήση.

Στη συνέχεια, ο Devaraj και οι συνεργάτες του ερευνητές προσπαθούν να συνεχίσουν να βρίσκουν τρόπους για να φέρουν επανάσταση στο πώς κατασκευάζονται συμπαγείς τεχνικές συσκευές αναλύοντας άλλα μικροσκοπικά, μικροσκοπικά είδη που περιφέρονται με ισχυρά όπλα.

“Έχουμε ήδη αρχίσει να ψάχνουμε για τσιμπήματα σκορπιού, για παράδειγμα, κυνόδοντες αράχνης και πολλά άλλα είδη μικροσκοπικών εργαλείων για να καταλάβουμε τι είδους οπλοστάσια εντόμων είναι”, δήλωσε ο Ντεβάρατζ.