Érdekes dolog derült a farkashal fogairól

A Jeruzsálemi Zsidó Egyetem kutatói felfedezték, hogy a farkashal fogainak anyaga, az osteodentin ritka módon viselkedik: amikor a hosszában összenyomják, minden irányban összezsugorodik. Ez rendkívül ritka reakció a természetes anyagoknál, különösen az ásványokban gazdag anyagoknál. A farkashal fogai így állják ki az ismételt, hatalmas erejű harapó erőket. A csapat azt találta, hogy a fogak olyan ritka belső anyagot, osteodentint tartalmaznak, ami minden irányban összezsugorodik, amikor összenyomják. Ezt a szokatlan viselkedést, az úgynevezett auxeticitást korábban sosem dokumentálták gerincesek mineralizált szöveteinél - írja az origo.hu.

Nem csak a farkashalakra lehet jellemző ez a jelenség

A metaanyagok (Olyan anyagok, melyek tulajdonságai, elsősorban optikai és elektromágneses tulajdonságai, nem annyira az összetételüknek, hanem elsősorban az szerkezetüknek köszönhető. A szerk. megjegyzése.) létrehozásánál az ilyen auxentikus anyagok létrehozása a cél. A legtöbb anyag oldalra tágul, ha a hosszában összenyomják. Az osteodentin az ellenkezőjét teszi. Amikor a kutatók a farkashal természetes harapó erejéhez hasonlóan erőt alkalmaztak a fog tengelye mentén, az anyag laterálisan és longitudinálisan is konzisztensen összehúzódott. Ez a jelenség a „negatív Poisson-arányú” anyagokkal van összhangban. (A Poisson-arány a nyújtással együtt járó haránt-összehúzódás mértékét jellemző dimenziótlan rugalmassági állandó. A szerk. megjegyzése) A csapat mind a nyolc fog tanulmányozásakor hatékony értékeket dokumentált, főleg -1 és -2 közötti értékeket; ezt a tartomány még a konstruált anyagoknál is ritkán látható. A kutatók élvonalbeli fáziskontraszt röntgen tomográfiát és digitális volumen korrelációt alkalmaztak, amivel részletes 3D-s térképet készítettek arról, hogy az ép fogak hogyan deformálódnak terhelés alatt. Az eredmények azt mutatják, hogy kompresszió alatt az osteodentin egységesen mind a három tengely mentén összehúzódik, ami egy meglepő és nagyon szokatlan reakció.

A rejtély az osteodentin mikroszkopikus struktúrájában rejlik: egy nagyon sűrű, vertikálisan orientált 10-20 mikron átmérőjű csatornák hálózata, mely a fog aljától a tetejéig fut, és a fog felszíne közelében kifelé görbül. Ez a szerkezet okozza, hogy a csatornák közötti mineralizált oszlopok nyomás alatt befelé hajlanak, olyan természetes mechanizmust hozva létre, amik növelik a keménységet és megakadályozzák a repedést. Ez a belső szerkezet lehetővé teszi, hogy a fogak biztonságosan és hatékonyan elnyeljék a nagy terheket. Bár a nano tesztek azt mutatják, hogy az osteodentin mineralizált összetevői a csonthoz hasonló keménységűek, unikális belső szerkezete adja figyelemre méltó teljesítményét.

Mineralizált szöveteknél hasonló auxetikus viselkedést korábban csak két gerinces fajnál figyeltek meg, a kacsakagyló fogainál és a gyöngyháznál.

A kutatók úgy vélik, hogy ez a jelenség más halfajoknál is széles körben jellemző lehet. Azon túl, hogy bővültek a tudományos ismereteink arról, hogyan fejlődtek a fogak a túlélés érdekében, a felfedezés tervrajzot nyújthat olyan szintetikus anyagok készítéséhez, amik kombinálják az erősséget, a károsodás elleni ellenállást, és az energiaelnyelést, melyek a mérnöki és bioorvosi alkalmazásokban nagyon keresett tulajdonságok.