У кальмаров есть крошечные зубы в присосках — их уникальные свойства могут помочь создать самовосстанавливающиеся материалы

Кальмары — сложные существа с развитым зрением, сильным клювом для дробления раковин и ловкими щупальцами. Внутри присосок на их щупальцах есть зазубренные кольца из зубов, которые помогают хватать добычу.

В отличие от большинства твёрдых тканей животных, укреплённых кальцием, зубы в присосках кальмара состоят из структурных белков. Учёные до конца не понимают, как они образуются.

Белки высокой прочности в зубах присосок кальмара

Зубы в присосках кальмара обладают выдающимися свойствами: они устойчивы к сжатию, но при этом гибкие и могут принимать форму добычи. Они состоят из семейства структурных белков, выполняющих механическую, а не биологическую функцию (как кератин в волосах или шёлк в паутине).

Эти белки содержат аминокислоты, которые образуют в материале твёрдые нанокристаллы. Эти нанокристаллы соединяют белковые нити в сеть, подобно узлам в рыболовной сети. Вместе они формируют нанотрубки внутри материала, напоминающие крошечные сотовые структуры.

Благодаря этим наноструктурам белковые зубы кальмара обладают прочностью, вязкостью и гибкостью, превосходящими многие синтетические полимеры и современные материалы.

Новые материалы, вдохновлённые кальмаром

Уникальные природные структуры могут служить моделью для разработки новых материалов. Например, зубы в присосках кальмара вдохновили на создание самовосстанавливающихся материалов, способных залечивать собственные порезы, проколы или царапины.

Нанокристаллы, удерживающие белки зубов кальмара, могут восстанавливаться после разрушения. Материалы, созданные в лаборатории по этому принципу, могут привести к появлению самовосстанавливающихся медицинских устройств или роботов. Они прослужат дольше и потребуют меньше обслуживания, что полезно в опасных средах или внутри человеческого тела.

Такие материалы также могут самостоятельно собираться и разбираться. Это свойство позволит перерабатывать или разлагать их без образования отходов, что делает их перспективной биоразлагаемой альтернативой одноразовому пластику.