Для изготовления «биобронежилетов» можно использовать чешуйки, покрывающие тела морских животных».
Разработка мобильной брони стала возможной благодаря исследованию структуры раковин моллюсков, известных как хитоны, благодаря усилиям международной группы ученых опубликована в журнале Nature Communications.
Хитоны относятся к классу морских моллюсков и встречаются почти во всех морях на глубинах от 30 до 2500 метров. Их раковина формируется из восьми пластин, соединенных между собой и покрывающих верхнюю часть тела. Нижняя часть тела окружена поясом, состоящим из небольших зубцов, структура которых напоминает рыбью чешую. Именно эти зубцы послужили основой для разработки нового изобретения ученых.
Из-за того, что данная часть строения панцирных моллюсков ранее не подвергалась детальному изучению, исследователи приступили к работе с тщательного анализа чешуек хитона. Специалисты провели исследование внутренней структуры, химического состава, наномеханических характеристик и геометрического строения зубцов. «Наша цель заключалась в сочетании эластичности и защиты, что является сложной задачей для искусственных систем», — так Линг Ли, один из разработчиков, объясняет выбор объекта для изучения.
После этого, группа ученых выполнила трехмерное параметрическое моделирование для оценки взаимодействия отдельных чешуек. С помощью 3D-принтера были изготовлены зубцы на различных гибких основаниях, после чего их механические характеристики были проверены при контролируемых нагрузках, чтобы определить, как зубцы объединяют гибкость и защитные функции. Под действием внешней силы чешуйки хитина деформируются и прижимаются друг к другу, формируя сплошной непроницаемый слой. В нормальных условиях они способны двигаться относительно друг друга с определенной степенью свободы, что обеспечивает подвижность защитного слоя.
При создании брони исследователи принимали во внимание необходимость изменения размеров чешуек. В зонах, где требуется большая подвижность, таких как колени или локти, следует располагать зубцы меньшего размера и с меньшим интервалом. Напротив, на груди и спине необходимы более крупные чешуйки, обеспечивающие усиленную защиту от физических воздействий. Ученые полагают, что «биобронежилеты», созданные по такому принципу, смогут гарантировать более высокий уровень безопасности по сравнению с существующими моделями.
Ранее биологи обнаружили морское существо с непостоянными анальными отверстиями, и выяснили причины, по которым животные выбирают определенную позу для отдыха.