Měkký i tvrdý zároveň - zobák chobotnic  
Zobákovité čelisti hlavonožců tvoří jeden z nejtvrdších a zároveň nejpevnějších organických materiálů, jaké jsme zatím v přírodě objevili.



Tvrdý zobák ostrý jako nůž vězí v měkké, želatinózní tkáni tlamy. Jak to, že tvrdá hmota „zobáku“ nepoškodí při trhání kořisti okolní  měkké tkáně? Vysvětlení této záhady přináší na stránkách prestižního vědeckého týdeníku Science tým biologů a materiálových inženýrů z University of California v Santa Barbaře.

Zvětšit obrázek
Kousací zařízení chobotnice je tvořeno tvrdým chitinem a dalšími materiály, které jsou dál od zobáku stále měkčí a měkčí. (HerbertWaite, MCDB)

Tým vedený Herbertem Waitem prozkoumal čelisti kalmara peruánského, který dorůstá hmotnosti kolem 50 kilogramů a na délku měří dva metry. Jihoameričtí rybáři mu pro jeho útočnost přezdívají „diablo rojo“ čili „rudý ďábel“.

Herbert Waite

Kalmar se živí velkými rybami, kterým jedním chňapnutím zobanu přetne páteř a míchu.  Na ochromené kořisti pak nerušeně hoduje. Kromě člověka je jediným nepřítelem těchto kalmarů vorvaň. I mohutný kytovec svádí s kalmarem velké boje. Výmluvně o tom svědčí jizvy vorvaňů po ranách zasazených ostrým zobákem.


„Kalmar čelí stejnému problému, jako kdybychom vsadili čepel nože do bloku želé a pokoušeli se s ní něco ukrojit. Riskovali bychom, že čepel protrhne želé,“ přibližuje záhadu kalmařího zobanu Waite.
Vědci zjistili, že zobák přechází v okolní tkáň pozvolna. Jeho okraj určený k trhání je pevný a tvrdý. Čím dál od okraje zobáku, tím je materiál měkčí a ohebnější. V místě, kde je čelist přichycena k měkké tkáni, je její materiál stokrát měkčí a pružnější než na ostré hraně. Tak může kalmar  kousat, aniž by se zranil.

„Je to skutečně úžasná konstrukce,“ netají svůj obdiv Waite.
Konstruktéři nejrůznějších zařízení se často potýkají s problémy při spojování různorodých materiálů, jako je keramika, kov nebo plast. Obvykle se k sobě součástky nýtují, šroubují nebo lepí. Do dokonalosti mají podobné spoje daleko. Waite a jeho kolegové jsou přesvědčeni, že optimální řešení nabízí zobák kalmara. Materiálový inženýr Frank Zok už hledá lepidla, která by zobák napodobila. Lepený spoj by pozvolna přecházel z pevného materiálu na pružný a výrazně by tím získal na pevnosti.

 


 



Datum: 04.04.2008 13:02
Tisk článku

Ilustrovaný atlas neuvěřitelných faktů o zvířatech - Säfströmová Maja
 
 
cena původní: 299 Kč
cena: 254 Kč
Ilustrovaný atlas neuvěřitelných faktů o zvířatech
Säfströmová Maja

Diskuze:

Co je na takovém řešení neobvyklého?

Karel,2008-04-04 17:51:43

Upřímně řečeno, jiné řešení si snad neumím představit. Rozvedení tlakové síly do větší plochy či průřezu; co třeba šlachy - není to prakticky totéž (tedy až na ten zobák :-) ).

Odpovědět


Co je na tom neobvykleho

Janda,2008-04-04 18:55:51

v dnesni dobe vlastne nic. kazdy vedec se snazi svuj postreh nejak prodat a to i kdyz jde v podstate o pitomost.

Odpovědět


není to úplně totéž

Ucholák,2008-04-07 13:34:13

Není to totéž. Problém není v „Rozvedení tlakové síly do větší plochy či průřezu“ a určitě ne v “tlakové síle“ ale v tom, že pokud se na nějakém rozhraní náhle změní modul pružnosti, tak napjatost na takovém rozhraní musí exponenciálně růst směrem ke kraji. Zjednodušeně: smyk na takovém rozhraní a orientovaný v jeho směru na konci takového rozhraní (ten zobák ani ta sépie nejsou nekonečně velké) může snadno dosáhnout extrémních hodnot, mnohonásobně větších než hodnoty dál od konce.
Je to zjednodušené, jak známo to smykové napětí je jen složkou tenzoru napětí a ta sépie by přišla o zobák ve skutečnosti tahem (a to v takovém směru, kdy smyková složka tenzoru napjatosti vyjde 0). Tlakem určitě ne, to ani s vodou se tlakem nic nestane, a ta sépie v hloubce (= velký tlak) drží pořád pohromadě i s tím zobákem.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace