Els científics han comparat la força del cabell humà i la llana d’elefant

Taula de continguts:

Els científics han comparat la força del cabell humà i la llana d’elefant
Els científics han comparat la força del cabell humà i la llana d’elefant
Anonim

Els físics nord-americans van comparar per primera vegada la força, l’elasticitat i altres característiques físiques del cabell i la llana de diferents tipus de mamífers. Es va comprovar que els cabells humans eren molt més forts que els d’elefant, malgrat la diferència de gruix per quatre. La investigació va ser publicada per la revista científica Matter.

"Ens va sorprendre molt: des d'un punt de vista intuïtiu, com més gruixut sigui el cabell, més fort hauria de ser. La natura ha perfeccionat aquests materials durant milions d'anys i esperem que siguem capaços de crear anàlegs sintètics del els cabells més forts amb propietats comparables ", va dir Wen Yang, un dels autors de l'estudi, nanotecnòleg de la Universitat de Califòrnia a San Diego (EUA).

Durant els darrers anys, representants de diverses ciències exactes han estat intentant adaptar els "productes de l'evolució" per crear noves tecnologies i dispositius, estudiant l'estructura de diversos òrgans del cos o els secrets del treball de diversos "superpoders" de animals.

Les agulles de porc espí i els mugrons de cucs paràsits van ajudar els físics nord-americans a crear agulles mèdiques perfectament afilades i un guix mèdic molt enganxós, i els científics canadencs van fer que el vidre fos 200 vegades més durador, revelant els principis de la construcció de mariscs. De la mateixa manera, les potes de gecko han ajudat als nanotecnòlegs a crear cintes adhesives extremadament enganxoses que funcionin sota l'aigua.

En aquest sentit, tal com van assenyalar Wen Yang i els seus col·legues, els cabells humans tenen un interès igual per als físics. D’una banda, tenen la mateixa resistència per gram de pes que el filferro d’acer, suportant una pressió de dues mil atmosferes. En aquest cas, però, el cabell encara es pot estirar una vegada i mitja sense aparició de trencaments o deteriorament de les seves propietats mecàniques.

Inventat per la natura

Fa un any, físics de Califòrnia van descobrir els secrets de la seva força i van descobrir que els cabells es componen de dues capes de nanopartícules de la proteïna queratina. Es disposen en patrons especials, a causa dels quals el cabell comença a comportar-se com la mel o altres líquids viscosos. Aquestes substàncies es tornen rígides i fortes quan s’intenta estirar-les bruscament, però al mateix temps difícilment resisteixen la lenta aplicació de la força.

Després d’haver descobert la complexa estructura del cabell humà, els científics van decidir comprovar si difereixen en aquest sentit de la llana d’altres mamífers, que té una longitud, un gruix i un paper completament diferents en la vida d’aquests animals. Per fer-ho, els científics van dur a terme una sèrie similar de mesures i experiments utilitzant truges, llana i cabell d’elefant, óssos, cavalls, senglars, capibares, forners i girafes.

Aquests experiments van revelar diverses coses inesperades que els científics no esperaven veure. Per exemple, Wen Yang i els seus col·legues van trobar que l'estructura i la resposta del cabell a la deformació mecànica variava molt per als diferents grups d'animals, tot i les mides de la capa similar.

En particular, l'estructura de les truges en els mamífers sud-africans, les capibares i les pecàries, era notablement diferent de com es disposaven les fibres de llana individuals dels seus "cosins" llunyans del Vell Món. A causa d'aquestes diferències, la línia de cabell dels quatre potes del Nou Món no s'estenia tant, sinó que, en general, era una mica més forta que la dels altres "participants" de l'experiment.

De la mateixa manera, les truges d'elefant i la pell de girafa, malgrat el seu major gruix de fibra, eren sensiblement inferiors als cabells humans fins i als ossos en força i elasticitat. En general, com més gruixut era el cabell, més baixos eren aquests dos indicadors, i aquesta relació no només funciona quan es comparen diferents animals, sinó també diferents tipus de pèl en les mateixes espècies de mamífers.

Aquesta anomalia, segons els físics, es pot explicar pel fet que la força dels pèls depèn molt de la presència de diversos defectes en el seu gruix, el nombre dels quals creix ràpidament a mesura que augmenta el diàmetre del pèl. Wen Yang i els seus col·legues esperen que l'estudi de l'estructura capil·lar de diverses espècies de mamífers els ajudarà a comprendre com es pot copiar i utilitzar aquest biomaterial per crear materials sintètics ultra-forts, flexibles, però molt lleugers.

Recomanat: