Arapaima gigas es un pez grande en un río más grande lleno de pirañas, pero eso no significa que sea una comida fácil. El gigante de agua dulce ha desarrollado escamas parecidas a armaduras que pueden deformarse, pero no se rompa ni se agriete, cuando una piraña, que tiene una de las picaduras más poderosas del reino animal, ataca. Investigadores de UC San Diego y UC Berkeley describen las propiedades únicas del Amazonas Arapaima piel y su potencial para materiales artificiales 16 de octubre en la revista Matter.
Arapaima La adaptación resuelve naturalmente un problema al que se enfrentan los ingenieros cuando intentan desarrollar armaduras sintéticas. Arapaima Las escamas tienen una dura pero flexible, capa interna unida por colágeno a su capa externa mineralizada de escamas. Similar, Los chalecos antibalas están hechos de varias capas de correas flexibles intercaladas entre capas de plástico duro. Pero los materiales artificiales se encuadernan con un tercer material adhesivo, que las escamas de pescado se encuadernan a nivel atomístico; crecen juntos, tejiendo en una sola pieza sólida.
"Una ventana puede parecer fuerte y sólida, pero no da nada. Si algo intentó perforarlo, el vidrio se rompería, "dice el autor principal Robert Ritchie, científico de materiales en UC Berkeley. "Cuando la naturaleza une un material duro a un material blando, lo califica, previniendo este efecto demoledor. Y en este caso la estructura de unión es colágeno mineralizado ".
Otros peces usan colágeno como Arapaima lo hace, pero las capas de colágeno en Arapaima las escamas son más gruesas que en cualquier otra especie de pez. Las escamas solas son tan gruesas como un grano de arroz. Coautores Yang, Quan, Meyers, y Ritchie plantean la hipótesis de que este grosor es el secreto de la defensa de los peces.
Probaron esto empapando agrietado Arapaima escamas en agua durante 48 horas, luego separando lentamente los bordes mientras agrega presión a un punto central. A medida que agregaban presión, observaron que la parte del mineralizado, capa exterior dura expandida, agrietado, luego se despegó gradualmente. Las escamas luego localizaron la grieta, contenerlo y evitar que el daño se extienda en la capa de colágeno estructural retorcida. Si la presión atravesó el colágeno, deformaba la capa en lugar de romperla.
Si los humanos pueden desarrollar una estructura jerárquica flexible que se comporte como la capa de colágeno en las escamas de pescado, Ritchie dice eso mejor potencialmente impermeable, se pueden fabricar armaduras sintéticas. Pero también reconoce que esta realidad puede tardar varios años en llegar.
Hasta entonces, El equipo de Ritchie investigará cómo Arapaima Las escamas se han adaptado para evitar la penetración de las picaduras de pirañas y cómo la naturaleza se comporta de esta manera en otras especies.
