Ученые из Дании объяснили, каким образом тончайшие органические элементы способны пробивать материю и не ломаться. Исследование опубликовано в журнале Nature Physics.
Специалистов волновало то, каким образом колючки крапивы или хоботок комара могут проникать сквозь кожу, сохраняя свою целостность, и вызывать жжение или боль. Исследователи сделали вывод, что тайна крепких, но крайне тонких заостренных элементов кроется в идеальном балансе между толщиной и методом крепления к живому организму. Примерами подобных случаев в природе, кроме хоботка комара и колючек крапивы, были названы заостренные органы водорослей, морских ежей и других животных.
Биологи провели более 200 экспериментов. В исследовании были рассмотрены органические элементы разной толщины и строения — начиная от колючек размеров 50 нанометров до бивня длиной 2,5 метра, который принадлежит нарвалу. Экспериментально были проверены иглы для шприцев, тонкие гвозди и копья, однако сравнения их с органическими колючками оказалось не в пользу искусственных предметов быта и оружия.
Выяснилось, что максимальная прочность и проникающая способность колючек или острых хоботков обусловлена особой конструкцией. «Существует четкая корреляция между длиной иглы и ее диаметром, а также особенностью ее крепления к организму живого существа», — объяснил один из авторов исследования Кааре Хартвиг Йенсен (Kaare Hartvig Jensen). При этом если сохраняется этот баланс, то размеры колючки или иглы не важны.
Специалисты подытожили, что полученные в ходе экспериментов знания могут помочь в создании идеально заостренных предметов. В частности, ученые спрогнозировали появление отличающихся максимальной эффективностью игл для шприцев, с помощью которых можно будет быстро и безболезненно доставлять препараты в организм человека.
