قوی‌ترین ماده طبیعی جهان؛ دندان صدف کوهی یا تار عنکبوت؟

عصر ایران - در دنیای علم مواد، همیشه از ابریشم عنکبوت به عنوان پادشاه الیاف طبیعی یاد می‌شد؛ تاری که به نرمی ابریشم و سختی فولاد است. اما تحقیقات اخیر محققان بریتانیایی نشان می‌دهد که این عنوان اکنون به عضو کوچکی از بدن یک موجود دریایی تعلق گرفته است: دندان صدف کوهی.

شکستن رکورد تار عنکبوت درختی داروین

تا پیش از این، ابریشم «عنکبوت درختی داروین» به عنوان قدرتمندترین نمونه شناسایی شده بود که تارهایی ۱۰ برابر محکم‌تر از کولار (ماده سازنده جلیقه‌های ضدگلوله) می‌تند. با این حال، محققان دانشگاه ساوت‌هامپتون رقیبی جدی برای این عنکبوت یافته‌اند. گونه‌ای از صدف کوهی به نام علمی Patella vulgata عنوانی را به دست آورده که قرن‌ها در اختیار عنکبوت‌ها بود.

ساختار شگفت‌انگیز دندان صدف کوهی

صدف کوهی نوعی حلزون کوچک دریایی است که در اعماق اقیانوس‌ها و روی صخره‌ها زندگی می‌کند. بررسی‌های میکروسکوپی نشان می‌دهد که دندان‌های یک میلی‌متری این موجود، حدود ۱۰ درصد محکم‌تر از قوی‌ترین تارهای عنکبوت است.

اما رمز این قدرت در چیست؟

نانوالیاف طبیعی: ساختار فیبری دندان این موجود هزار برابر نازک‌تر از نانوالیاف ساخت بشر است.

ترکیب بیولوژیکی: این دندان‌ها ترکیبی هوشمندانه از اکسید آهن معدنی به نام «گوتیت» و ماده‌ای به نام «کیتین» هستند که مانند یک پلاستیک طبیعی فوق‌مستحکم عمل می‌کند.

الهام از طبیعت برای تکنولوژی‌های آینده

قدرت کششی این ماده به قدری بالاست که دانشمندان امیدوارند با شبیه‌سازی ساختار دندان صدف کوهی، موادی برای ساخت نسل جدید هواپیماها، قاب دوچرخه‌های حرفه‌ای و تجهیزات نظامی ایمن‌تر تولید کنند.

آیا می‌دانستید؟

آیا می‌دانستید که صدف‌های کوهی از این دندان‌های فوق‌سخت برای تراشیدن و خوردن جلبک‌ها از روی سنگ‌های سخت اقیانوس استفاده می‌کنند؟

آیا می‌دانستید که قدرت دندان این صدف با بزرگ شدن ابعاد آن کاهش نمی‌یابد؟ (برخلاف اکثر مواد که در ابعاد بزرگ‌تر ضعیف‌تر می‌شوند).

آیا می‌دانستید مقاومت کششی دندان صدف کوهی حدود ۵ گیگاپاسکال برآورد شده که معادل تحمل فشار وزنی عظیم روی سطحی بسیار کوچک است؟

سوالات متداول

۱. قوی‌ترین ماده طبیعی جهان در حال حاضر چیست؟ طبق آخرین تحقیقات، دندان صدف کوهی (Limpet Teeth) به دلیل وجود نانوالیاف گوتیت، قوی‌ترین ماده بیولوژیکی شناخته شده در جهان است.

۲. چرا تار عنکبوت همچنان اهمیت دارد؟ اگرچه دندان صدف قوی‌تر است، اما تار عنکبوت به دلیل خاصیت کشسانی (انعطاف‌پذیری همراه با قدرت) همچنان در صنایع پزشکی و نساجی بی‌رقیب است.

۳. ماده «گوتیت» چیست؟ گوتیت یک کانی بر پایه اکسید آهن است که در دندان صدف کوهی یافت می‌شود و عامل اصلی سختی و مقاومت باورنکردنی آن در برابر فشار است.

سپاه: آتش سوزی دو نفتکش و یک یدکش در عبور از مسیر غیر مجاز تنگه هرمز

بیشتر بخوانید:

کشف ماده‌ای که از الماس محکم‌تر است / شاهکار دانشمندان چینی

تماشاخانه

جتی که مثل موشک سقوط کرد؛ رؤیای دختری که در آسمان ناتمام ماند

پناهگاه زیرزمینی کرد علیا؛ راز شهری که زیر زمین پنهان شده است / ۲ هزار سال پیش با الهام از لانه مورچه‌ها ساخته شد

فیلم های دیگر