Los erizos de mar tienen cinco dientes, cada uno sostenido por una mandíbula separada en una disposición circular en el centro de sus cuerpos esféricos con púas. Ahora, los investigadores informan en la revista materia el 18 de septiembre descubrió cómo los dientes del erizo rosado están especialmente equipados para afilarse.
En lugar de simplemente resistir el desgaste, sus dientes en realidad están hechos para astillarse de una manera que les ayuda a mantener un borde afilado. Los investigadores lo comparan con el afilado de un cuchillo al eliminar selectivamente el material del filo. Los hallazgos pueden conducir aa los nuevos tipos de materiales sintéticos para su uso en diversas aplicaciones, dicen los investigadores.
"El material en la capa externa del diente exhibe un comportamiento complejo de plasticidad y daño que regula el astillado 'controlado' del diente para mantener su agudeza", dijo Horacio Espinosa de la Universidad Northwestern. Para compensar la pérdida de material, explica, los dientes de un erizo continúan creciendo durante toda la vida.
Los investigadores habían sugerido anteriormente que los erizos de mar podrían tener un mecanismo de diente tan autoafilado. Pero no estaba claro cómo podían cortar selectivamente partes de sus dientes, que consisten en componentes cerámicos aparentemente frágiles, para mantenerse afilados.
En el nuevo estudio, Espinosa y sus colegas combinaron pruebas mecánicas sofisticadas y microscopía electrónica para capturar películas en 3D que muestran cómo se desgastan los dientes del erizo. Sus estudios muestran que los dientes consisten en compuestos cerámicos dispuestos de manera precisa. En el lado convexo deldiente, las fibras de calcita proporcionan integridad estructural. Este compuesto fibroso se transforma en otro compuesto hecho de placas de calcita inclinadas en el lado convexo del diente. A medida que el diente se desgasta, esas placas de calcita se desprenden para mantener la nitidez.
Si bien los hallazgos proporcionan una visión intrigante de los erizos, el interés principal de Espinosa es comprender el comportamiento de los nanomateriales naturales y sintéticos a diferentes escalas. Él dice que los nuevos hallazgos deberían ayudar a guiar el diseño de la microestructura y la selección de componentes materiales para eldiseño de herramientas para una gama de aplicaciones de corte, rectificado y mandrinado.
"Estoy explorando formas de hacer una fabricación aditiva de materiales que pueden exhibir el rendimiento de los materiales naturales", dice, incluidos los que forman los dientes de los erizos de mar rosados.
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Materiales proporcionados por prensa celular . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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