Моллюск подскажет новые пути производства наноматериалов. Нанотехнологии.

Дэвид Кисаилус (David Kisailus) из Калифорнийского университета в Риверсайде (США) обнаружил, что один из видов моллюсков класса панцирных (хитоны), использующий для поедания водорослей на скалах специальный механизм,

 который одновременно служит зубами и тёркой, демонстрирует очень необычные свойства, потенциально чрезвычайно полезные и ряду человеческих технологий.

Герой дня, Cryptochiton stelleri, производит наноматериалы при комнатной температуре и скромных энергозатратах. Скоро ли люди научатся всему этому? (Здесь и ниже иллюстрации Carlos Puma / UCR.)

Его радула, аппарат для соскребания и измельчения, состоит из магнетита, одного из самых твёрдых биоминералов. Она содержит 70–80 рядов параллельных «зубов» микроскопических размеров. При этом в ходе питания первые несколько рядов размалывают верхний слой скалы, чтобы следующие могли добраться до водорослей. Разумеется, такие ряды очень быстро снашиваются. Но на их место встают новые, причем чрезвычайно быстро.

Происходит это, согласно новой работе, в три этапа: сначала гидратированный оксид железа осаждается на волокноподобных хитиновых органических «заготовках». Затем такие нанокристаллы гидратированного оксида железа перевоплощаются в магнетит посредством фазовых превращений в твёрдом состоянии. В итоге образуются образцово упорядоченные ряды однородных мелких деталей («зубов» радулы).

Радула на схеме и под микроскопом. Для живого организма упорядоченность наноэлементов впечатляет.

«Невероятно, но всё это протекает при комнатной температуре и в экодружелюбных условиях, — говорит исследователь. — Это делает такой подход привлекательным для изготовления наноматериалов с отличным соотношением "цена — качество"». Причём привлекательным не только в смысле чрезвычайной простоты и очевидно малых энергозатрат (моллюск явно не утопает в лишней энергии), но и за счёт очень высокого и точного контроля параметров конечного продукта. Используя многоразовые заготовки, на которых быстро кристаллизуются твёрдые наноматериалы, можно научится делать более эффективные солнечные батареи и литий-ионные аккумуляторы. Как отмечает учёный, на практике сходный подход может быть применён и для создания новых конструкционных материалов для авиации и даже автомобилестроения: