นกทูแคนโท โค ( Ramphastos toco ) มีจงอยปากที่หนาและยาวประมาณ 20 ซม. ซึ่งคิดเป็น 1 ใน 3 ของความยาวของนก Toco ซึ่งอาศัยอยู่ในป่าทึบของอเมริกาใต้ กินผลไม้จากต้นไม้ที่เติบโตที่ปลายกิ่ง นกเกาะอยู่บนกิ่งไม้ที่แข็งแรงกว่าและอาศัยความยาวของจะงอยปากในการหาอาหาร เมื่อนกทูแคนเก็บผลไม้ไว้ที่ปลายจะงอยปาก นกจะโยนอาหารขึ้นไปในอากาศและจับมันให้ใกล้คอมากขึ้นจะงอยปากต้องแข็งพอที่จะต้านทานแรงดัดและแรงบิด แต่ความแข็งนี้ไม่สามารถรับน้ำหนักได้มาก มิฉะนั้นนกจะไม่สามารถขึ้นจากพื้นได้ Meyers กล่าว แม้ว่ามันจะมีขนาดที่ใหญ่โต แต่จงอยปากก็คิดเป็น 1 ใน 20 ของมวลตัวของนกทูแคนเท่านั้น ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2548 บริษัทActa Materialiaเมเยอร์สและเพื่อนร่วมงานอธิบายว่าจะงอยปากนกทูแคนตอบสนองความต้องการทั้งด้านพละกำลังและความว่องไวได้อย่างไร
เปลือกนอกของจงอยปากเป็นชั้นโปรตีนเคราตินหนา 0.5 มิลลิเมตร
ซึ่งเป็นวัสดุเดียวกับที่พบในเล็บมือมนุษย์ เมเยอร์สกล่าวว่า แม้ว่าเคราตินจะเหนียวพอๆ กับชั้นขนาดเท่าทูแคน
เพื่อป้องกันความเสียหายดังกล่าว นกทูแคนใช้กลยุทธ์ที่คล้ายคลึงกับการซ้อนชั้นของฟองน้ำแก้ว เปลือกนอกของจงอยปากทำจากกระเบื้องเคราตินหกเหลี่ยม แต่ละอันมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 50 µm และหนา 1 µm ประสานกันด้วยกาวอินทรีย์และซ้อนกันเป็นชั้นๆ เช่นเดียวกับวงแหวนในกระบอกบางๆ ของฟองน้ำแก้วของ Aizenberg การจัดเรียงนี้จะเบี่ยงเบนรอยแตกตามเส้นทางของกาว ทำให้มีโอกาสน้อยที่จะซึมลึกเข้าไปในจะงอยปาก
นักวิจัยพบว่าโครงสร้างภายในของจงอยปากมีความสำคัญต่อความแข็งแรงเช่นกัน ประกอบด้วยนั่งร้านที่ทำจากคานที่อุดมด้วยแคลเซียมซึ่งหุ้มด้วยเยื่อเคราติน Meyers กล่าวว่า โครงสร้างแบบปิดและเต็มไปด้วยอากาศช่วยลดน้ำหนักโดยรวมโดยไม่สูญเสียความแข็งแกร่ง หากไม่มีนั่งร้าน จะงอยปากยาวเกือบเป็นท่อจะยุบตัวลงภายใต้แรงดัด เช่นเดียวกับกระบอกอลูมิเนียม
วิศวกรใช้กลยุทธ์ที่คล้ายกันในการสร้างโครงสร้างที่เบา
แต่แข็งแรงด้วยการบรรจุโฟมสังเคราะห์ระหว่างชั้นแข็งในกันชนรถยนต์กับวัสดุก่อสร้างบางชนิด แต่โครงสร้างแคลเซียมของนกทูแคนนั้นเบาและแข็งกว่าโฟมนั้น Meyers ตั้งข้อสังเกต
หากวิศวกรสามารถพัฒนาโฟมที่มีลักษณะเฉพาะของโครงนั่งร้านได้ พวกเขาอาจสร้างแผงรถที่แข็งขึ้น แต่เบากว่า และทนต่อการชนได้ดีกว่าที่มีอยู่ในปัจจุบัน Meyers กล่าว
หอยไม่ตกใจ
เนื่องจากนักวิจัยได้อธิบายที่มาของความเหนียวที่น่าประหลาดใจของเปลือกหอยส่วนใหญ่เมื่อเกือบ 3 ทศวรรษที่แล้ว เปลือกหอยจึงกลายเป็นต้นแบบสำหรับการวิจัยวัสดุที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชีวภาพ แหล่งที่มาของความแข็งแกร่งคือมุกซึ่งประกอบขึ้นเป็นชั้นใน การวิจัยในปัจจุบันกำลังให้รายละเอียดระดับนาโนที่บ่งชี้ว่าส่วนต่างๆ ของชั้นนี้มีส่วนช่วยในความแข็งแรงของมุกอย่างไร
Nacre ทำจากอะราโกไนต์ประมาณ 95 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นรูปแบบของแคลเซียมคาร์บอเนต และสารอินทรีย์ 5 เปอร์เซ็นต์ (SN: 28/1/06, p. 51: Mother-of-Pearl on Ice: เซรามิกชนิดใหม่อาจใช้ในกระดูกและเครื่องจักร ). โดยตัวของมันเอง แคลเซียมคาร์บอเนต ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วก็คือชอล์ค มีความเปราะ คริสติน ออร์ติซ จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์กล่าว
ในมุก 3,000 ถึง 4,000 ชั้นออฟเซ็ต อิฐ aragonite ถูกล็อคเข้าด้วยกันด้วยชั้นกาวอินทรีย์บาง ๆ อิฐส่วนใหญ่เป็นแบบหกเหลี่ยม มีความหนาระหว่าง 0.3 ถึง 1.5 µm และมีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 5 ถึง 20 µm กาวแต่ละชั้นมีความหนาเพียงหลายสิบนาโนเมตร โครงสร้างนี้ทำให้มุกสามารถทนต่อการแตกหักได้ 3,000 เท่าเมื่อเทียบกับแคลเซียมคาร์บอเนตเพียงอย่างเดียว
Ortiz และเพื่อนร่วมงานของเธอได้ทดสอบคุณสมบัติทางกลของอิฐ nacre แต่ละก้อนโดยการกดที่ส่วนปลายของเครื่องมือที่เรียกว่ากล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม แรงทิ้งร่องรอยไว้ในอิฐ แต่ไม่ทำให้แตกหัก ความสมบูรณ์ของอิฐแต่ละก้อนช่วยเพิ่มความแข็งแรงโดยรวมของโครงสร้าง กระตุ้นให้เกิดรอยร้าวเพิ่มเติมตามเส้นทางคดเคี้ยวไปมาของมอร์ตาร์ที่ใช้พลังงานลดลง ออร์ติซกล่าว นักวิจัยได้รายงานผลงานของพวกเขาในวารสาร Journal of Materials Researchเมื่อ เดือนกันยายน 2548
ขณะนี้ทางกลุ่มกำลังตรวจสอบว่าปูนเกาะติดกับอิฐได้อย่างไร Ortiz แนะนำว่าข้อมูลการออกแบบนี้อาจนำไปสู่การปรับปรุงชุดเกราะและวัสดุที่ทนทานต่อแรงกระแทกอื่นๆ
credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>> สล็อตแตกง่ายเว็บตรง
