Алмазоподобная структура придает скелетам некоторых морских звезд особую прочность

Под кожей узловатой морской звезды находится скелет, состоящий из хрупких на первый взгляд, похожих на камень наростов, которые обладают прочностью из-за неожиданной внутренней структуры. Об этом сообщает портал SceinceNews.

Под кожей морской звезды находится скелет, состоящий из галечных наростов, называемых косточками, которые в основном основаны на минеральном кальците. Кальцит обычно хрупок, тем более, когда он пористый, но изрешеченные дырками косточки узловатой морской звезды Protoreaster nodosus укреплены благодаря неожиданному внутреннему устройству, сообщают исследователи в журнале Science.

«Когда мы впервые увидели структуру, мы были действительно поражены», — говорит Линг Ли, материаловед из Технологического института Вирджинии в Блэксбурге. По его словам, это похоже на 3D-печать.

Ли и его коллеги использовали электронный микроскоп, чтобы рассмотреть косточки нескольких десятков мертвых узловатых морских звезд. В масштабе 50 микрометров, примерно в половину ширины человеческого волоса, кажущееся безликим тело каждой косточки уступает место сетчатому узору, который отражает расположение атомов углерода в алмазе.

Но сама по себе алмазоподобная решетка не полностью объясняет, как косточки остаются сильными. В этой решетке атомы, из которых состоит кальцит, имеют свой собственный узор, напоминающий ряд сложенных друг на друга шестиугольников. Он влияет и на прочность кальцита.

В общем, прочность минерала неодинакова во всех направлениях. Таким образом, нажатие на кальцит в одних направлениях с большей вероятностью сломает его, чем в других направлениях. В косточках структура атомов и алмазоподобная решетка выстраиваются таким образом, что это компенсирует присущую кальциту слабость.

Это загадка, как животные делают алмазоподобную решетку. Команда Ли изучает живых узловатых морских звезд, исследуя химию образования структур. Понимание того, как морские звезды строят свои внутренности, может помочь в создании более прочных пористых материалов, в том числе некоторых видов керамики.