Loài so so, sở hữu những chiếc răng có độ bền cao hơn cả tơ nhện
Từ trước đến nay, tơ nhện là loại vật liệu thiên nhiên bền nhất mà con người từng biết tới và các nhà nghiên cứu đã lấy cảm hứng đó mà tạo ra nhiều loại sản phẩm nhân tạo hết sức hữu dụng. Tuy nhiên, mới đây các nhà khoa học tại Đại học Portsmouth vừa phát hiện ra một loại vật liệu khác cũng đến từ thiên nhiên nhưng bền hơn tơ nhện rất nhiều lần, tương đương với những sợi carbon bền nhất: Đó chính là răng của loài Sao Sao (limpet). Phát hiện thú vị này đã tạo tiền đề cho sự ra đời của những cấu trúc vật liệu siêu bền mới, hứa hẹn trang bị cho xe hơi, tàu thuyền hoặc thậm chí là máy bay trong tương lai.
Sao Sao (Limpet) là một loài ốc với lớp vỏ hình nón, thường sống bám vào các tảng đá ven biển và phân bố tại nhiều nơi trên thế giới. Và nếu có dịp bắt gặp loài ốc này, các bạn sẽ thấy việc tách nó ra khỏi nơi bám vào là một nhiệm vụ vô cùng khó khăn. Để bám víu vào những tảng đá, sao sao đã kết hợp lực từ cơ chân với một loại keo nhầy do chúng tiết ra nhằm giữ toàn bộ cơ thể bám vào những phiến đá. Đồng thời trong quá trình nghiên cứu loài động vật này, các nhà nghiên cứu còn phát hiện ra một cơ quan khác với sức mạnh đầy ấn tượng: những chiếc răng được sao sao dùng để cạo tảo biển trên bề mặt đá làm thức ăn.
Ảnh chụp những chiếc răng của so so dưới độ phóng đại của kính hiển vi
Để khảo sát sức mạnh của những chiếc răng, các nhà nghiên cứu đã sử dụng kính hiển vi lực nguyên tử (AFM) nhằm khảo sát một mẫu răng của Sao Sao ra với kích thước nguyên tử. Bằng cách quan sát một mẫu vật có kích thước mỏng hơn gấp 100 lần so với tóc người, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng lực kéo căng của mẫu vật có độ lớn từ 3 đến 6m5 GPa (gigapascals) và nếu trong tự nhiên thì con số này có thể sẽ còn cao hơn rất nhiều. So với tơ nhện, chỉ số này vào khoảng 1,3 Gpa và đối với thép thường là 1,65 GPa. Thú vị hơn nữa, độ bền của răng sao sao vẫn không đổi nếu thay đổi bất kỳ kích thước nào của mẫu vật.
Người dẫn đầu nghiên cứu giáo sư Asa Barber cho biết: "Thường thì những cấu trúc lớn sẽ có nhiều điểm yếu và có thể bị bẽ gãy một cách dễ dàng hơn so với các cấu trúc nhỏ, vốn ít điểm yếu và bền hơn. Đó là vấn đề tồn tại từ trước đến nay mà chúng ta cần phải giải quyết. Và răng của Sao Sao đã phá vỡ quy tắc này khi mà độ bền của nó không đổi dù ở bất kỳ kích thước nào."
Sau khi phân tích kỹ hơn, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng răng của Sao Sao có chứa goethite, một loại khoáng vật sắt hydroxide. Đây là thành phần chính của chất tẩy rửa hoặc bùn quặng sắt nâu. Giáo sư Barber cho biết thêm: "Các kỹ sư luôn tìm cách tăng cường độ bền của những cấu trúc nhằm cải thiện hiệu suất hoạt động của nó nhưng sử dụng càng ít vật liệu càng tốt. Khám phá lần này góp phần tạo tiền đề áp dụng trong các lĩnh vực xây dựng, chế tạo vật liệu kỹ thuật cao như xe hơi, xe đua, vỏ tàu thuyền hoặc thậm chí là máy bay,…"
