Венерина кошик, представник Hyalospongia, скляних губок.
Kesari Lab / Brown University
Група британських і американських матеріалознавців з'ясувала, чому деякі морські губки так міцно кріпляться до скель. За словами дослідників, вся справа в будові найтонших скляних голок, що забезпечують їх високу зчеплення з поверхнею. Стаття опублікована в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.
Euplectella aspergillum, інакше звана Венериній кошиком - скляна губка, що мешкає в глибоководних областях Тихого і Індійського океану. Вона закріплюється на морському дні за допомогою тисяч тонких еластичних голочок-спикул діаметром близько 50 мікрон і довжиною до 10 сантиметрів. Незважаючи на невелику товщину, потрібно значне зусилля для того, щоб розірвати їх і відірвати губку від субстрату.
"Кореневі" голки губок складаються з 10-50 концентричних циліндрів, розділених тонкими шарами живих тканин. Їх основним конструкційним матеріалом, як і взагалі в скелеті губок, є скло. Попередні дослідження показали, що саме концентричне будова спикул забезпечує таку високу міцність на розрив, проте автори роботи вирішили піти далі і вивчити, з чим пов'язане зменшення товщини стінок циліндрів від центру до краю.
Для цього вчені провели моделювання механічних властивостей штучних волокон, намагаючись знайти оптимальну послідовність товщини циліндрів для досягнення максимальної міцності на розрив. Результат виявився дуже близьким до реального будові спикул губок: зменшення товщини від центру до краю давало значний виграш в порівнянні з волокнами, що складаються з циліндрів рівної товщини. Причому цей виграш був тим більше, чим менше всього циліндрів було в матеріалі.
Внутрішня будова спикул Венериній кошики
Kesari Lab / Brown University
Залежність товщини циліндрів в спікулах від порядкового номера
Michael A. Monn et al./PNAS
За словами авторів, їм вперше вдалося вивчити переваги такого внутрішньої будови волокон. Його можна віднести до списку корисних інженерних ідей, почерпнутих у природи і використовувати, наприклад, для зміцнення різних несучих балок або канатів.
