Conhecido como verme poliqueta, ele usa a ponta de sua mandíbula para injetar veneno letal. O desenho da mandíbula, com um gradiente de materiais duros na ponta conectado a tecidos mais macios, Dissipa a força e evita danos graves à mandíbula. O gradiente nas propriedades mecânicas está correlacionado ao número de íons metálicos disponíveis para ligação. Este mecanismo inspirou uma nova abordagem para gerar gradientes de rigidez em polímeros feitos pelo homem. Por meio de um processo simples, os cientistas controlaram a densidade dos íons metálicos ao longo de uma amostra. O gradiente nas interações de íons metálicos criou um gradiente contínuo nas propriedades mecânicas que se estendeu por uma mudança de 200 vezes na rigidez, aproximando-se da biologia.

Gradientes mecânicos (isto é, de duro para macio) pode evitar danos de grandes forças. É difícil projetar materiais com grandes gradientes. A amostra tem a maior extensão contínua em materiais feitos pelo homem até hoje. Como o material é feito com equipamentos comuns de laboratório, poderia ser amplamente disponibilizado para uma ampla gama de usos. Esses materiais podem encontrar uso como peças mais resilientes em veículos, baterias, e dispositivos de produção de energia. Avançar, as descobertas abordam questões de longa data no projeto e formação de materiais poliméricos resilientes.

Gradientes mecânicos são frequentemente empregados na natureza para evitar danos de grandes forças, criando uma transição suave de materiais biológicos fortes para fracos. Esse processo permite que os organismos vivos resistam a forças tremendas. O estresse incorrido é dissipado à medida que é transferido dos apêndices externos rígidos para os mais fracos, facilmente danificado, tecidos moles interiores. Imitações sintéticas dessas estruturas naturais são altamente desejadas para melhorar a distribuição de tensões nas interfaces e reduzir a deformação de contato em materiais feitos pelo homem. Os materiais de gradiente sintético atuais comumente sofrem de transições não contínuas, gradientes relativamente pequenos nas propriedades mecânicas, e sínteses difíceis.

Cientistas da University of California-Irvine abordaram os desafios de design e sintéticos inspirando-se no verme poliqueta. O verme cria um gradiente mecânico que evita danos à mandíbula durante a picada e a injeção de veneno. A mandíbula do verme emprega um sistema de um número crescente de ligações cruzadas entre íons metálicos e proteínas capazes de se ligar seletivamente a esses íons. No novo material feito pelo homem, zinco, cobre, ou íons de cobalto interagem de forma dinâmica, forma não permanente com motivos que imitam a química das proteínas. Os ligantes de ligação são covalentemente ligados a polímeros e derivados de frações à base de nitrogênio (imidazoles). A extensão em que uma região específica é rígida ou mole depende da densidade dos íons de metal - uma densidade mais alta produz um material mais rígido. A variação dessa densidade ao longo do comprimento do material gera uma gama de propriedades mecânicas muito semelhantes às presentes na mandíbula do verme.

Este gradiente de íons de metal foi criado usando um processo muito simples. Um polímero foi anexado a um dispositivo que lentamente levantou o polímero de uma solução de sal de metal. Ao mesmo tempo, solução de metal adicional foi injetada na solução original. Essa combinação, junto com as interações dinâmicas de metal-ligante, é o que permite que o gradiente contínuo de íons de metal seja formado ao longo do comprimento do material polimérico. A maior rigidez ocorreu na extremidade que permaneceu por mais tempo na solução de metal e diminuiu gradualmente de uma maneira que se correlacionou bem com a exposição à solução de sal. O intervalo de gradiente maior e mais bem definido exibiu um aumento de 230 vezes na rigidez. A magnitude deste intervalo se assemelha muito à vista em bicos de lula, que é um padrão para muitos materiais gradientes.

A correlação entre a concentração de metal e gradientes mecânicos indica que as interações metal-imidazol aumentam a resiliência. Essa abordagem simples pode ser generalizada para criar uma variedade de materiais.