Arapaima gigas é um grande peixe em um rio maior cheio de piranhas, mas isso não significa que seja uma refeição fácil. O gigante de água doce desenvolveu escamas semelhantes a uma armadura que podem deformar, mas não rasgue nem quebre, quando uma piranha - que tem uma das mordidas mais poderosas do reino animal - ataca. Pesquisadores da UC San Diego e UC Berkeley descrevem as propriedades únicas da Amazônia Arapaima pele e seu potencial para materiais feitos pelo homem 16 de outubro na revista Matter.
Arapaima A adaptação da empresa resolve naturalmente um problema que os engenheiros enfrentam ao tentar desenvolver armaduras sintéticas. Arapaima as escamas têm uma dificuldade, ainda flexível, camada interna ligada por colágeno à sua camada externa mineralizada de escamas. De forma similar, coletes à prova de bala são feitos de várias camadas de tecido flexível imprensado entre camadas de plástico rígido. Mas os materiais feitos pelo homem são ligados usando um terceiro material adesivo, considerando que as escamas do peixe estão limitadas em um nível atomístico; eles crescem juntos, tecendo em uma peça sólida.
"Uma janela pode parecer forte e sólida, mas não tem dar. Se algo tentou perfurá-lo, o vidro iria quebrar, "diz o autor sênior Robert Ritchie, um cientista de materiais na UC Berkeley. "Quando a natureza liga um material duro a um material macio, dá nota, evitando este efeito de estilhaçamento. E neste caso, a estrutura de ligação é o colágeno mineralizado. "
Outros peixes usam colágeno como Arapaima faz, mas as camadas de colágeno em Arapaima as escamas são mais grossas do que em qualquer outra espécie de peixe. As escamas sozinhas são tão grossas quanto um grão de arroz. Co-autores Yang, Quan, Meyers, e Ritchie levantam a hipótese de que essa espessura é o segredo da defesa dos peixes.
Eles testaram isso encharcando as rachaduras Arapaima escamas na água por 48 horas, em seguida, separando lentamente as bordas enquanto adiciona pressão a um ponto central. À medida que adicionavam pressão, eles observaram que a parte do mineralizado, camada externa dura expandida, rachado, em seguida, gradualmente descascado. As escamas localizaram a rachadura, contendo-o e evitando que o dano se espalhe na camada de colágeno estrutural torcida. Se a pressão atingiu o colágeno, ele deformou a camada em vez de quebrá-la.
Se os humanos podem desenvolver uma estrutura hierárquica flexível que se comporta como a camada de colágeno nas escamas dos peixes, Ritchie diz isso melhor, potencialmente impermeável, armaduras sintéticas podem ser feitas. Mas ele também reconhece que essa realidade pode demorar alguns anos.
Até então, A equipe de Ritchie investigará como Arapaima As escamas de se adaptaram para evitar a penetração de picadas de piranha, bem como a forma como a natureza se comporta dessa forma em outras espécies.
