Природа создает невероятно прочные материалы, взять хотя бы паучий шелк. В 2015 году исследователи из Англии выяснили, что самой высокий показатель предела прочности на разрыв среди биологических материалов — у зубов моллюсков-блюдечек. Вдохновившись ими, ученые разработали композит высокой прочности, который может стать более экологичной альтернативой кевлару.

Морские блюдечки — это морские или пресноводные улитки конической формы, которые селятся на камнях вдоль береговой линии. Чтобы выживать и поглощать водоросли, они вынуждены крепко держаться за грубую поверхность, и в итоге развили поразительную прочность на разрыв, пишет New Atlas.

В 2015 году ученые из Университета Портсмута применили сканирующий атомно-силовой микроскоп, чтобы исследовать зубы блюдечек и проанализировать их на атомном уровне. Оказалось, что прочность на разрыв зубчиков — от 3 до 6,5 ГПа. Для сравнения, у паучьего шелка она около 1,3 ГПа, а у стали — 1,65 ГПа.

Объясняется такая высокая прочность, скорее всего, плотной сетью хитиновых волокон с мелкими кристаллами железосодержащего минерала гётита. Команда ученых разработала систему, позволяющую получить в лаборатории схожие структуры, состоящие из покрытого сывороткой стекла и хитина с осажденным сверху оксидом железа. Через две недели все это самоорганизовалось в радулу, орган, ответственный за формирование зубов у улиток. При помощи изолированных клеток радулы, образцов ткани, минерализованного хитина и метода электроспиннинга ученые сумели вырастить ленты биомиметических зубчиков шириной 0,5 см.

Биоматериал получился достаточно прочным на разрыв, чтобы занять важное место среди синтетических материалов. Если ученым удастся масштабировать процесс, он может стать экологически более чистой альтернативой кевлару и пластику, производство которых требует много ресурсов, а утилизация сопряжена с трудностями.