Aby sa spotrebná elektronika nezmenšila, musia inžinieri zostrojiť nástroje, ktoré sú malé, ale extrémne výkonné na použitie pri stavbe zariadení. Jedna skupina dúfa, že získa plány od matky prírody tým, že študuje niektoré z najťažších nástrojov, ktoré poznáme: zuby mravcov.

Miniatúrny hmyz, tenší ako prameň ľudských vlasov, môže hrýzť dostatočne silno na to, aby z neho odrezal tvrdé listy bez poškodenia. Všetko to súvisí s rovnomerným usporiadaním zubov atómov zinku, ktoré umožňuje rovnomerné rozloženie síl zakaždým, keď zvieratá niečo stlačia. Vedci tvrdia, že túto funkciu by bolo možné jedného dňa uplatniť na nástroje vyrobené ľuďmi.

povedal Aaron Devaraj, vedúci výskumný pracovník Národného laboratória Tichomorského severozápadu amerického ministerstva energetiky a autor knihy Bola publikovaná štúdia o tvorbe zubov mravcov Streda vo Vedeckých správach. Detské mravce „môžu prerezať ľudskú pokožku bez toho, aby sa zlomili – s našimi zubami sa to ťažko robí“.

Aby sa dostali do hĺbky záhad prírody a uspokojili potrebu ľudskosti vreckovej elektroniky-aby sme mohli samozrejme ľahko kontrolovať kanály na Twitteri-vedci štúdie najskôr izolovali malý kúsok z jedného zuba mravca. mravce dva, príp Niekedy aj viac, zuby na zakrivenej vonkajšej spodnej čeľusti alebo dolnej čeľusti. Ďalej sa tím obrátil na techniku ​​nazývanú tomografia atómovej sondy, ktorá presne namaľuje obraz o tom, kde sa každý atóm nachádza v tele.

„Plánom bolo použiť túto technológiu na pochopenie toho, ako je zinok distribuovaný vo vnútri týchto zubov mravcov a ako to vedie k sile, ktorú získate,“ povedal Devaraj.

Tomografia atómovej sondy funguje na základe reverznej analýzy. V zásade vložíte prvok do komory, potom ho pomaly odparujete – atóm po atóme – a zhromažďujete údaje o každej zložke na detektore. S týmito informáciami môžete objekt zrekonštruovať ako 3D model, okrem tohto času s rozpoznateľnými atómami.

Po vykonaní týchto krokov pomocou mikroskopickej „ihly“ na okusovanie mravcov tím zistil, že atómy zinku v zube – zodpovedné za prenikavú bolestivú povahu uhryznutí mravcom – boli distribuované prekvapivo rovnomerne a nie v zhlukoch.

Zakaždým, keď mravce niečo uhryzne, sila sa úplne rozloží na jeho zuby vďaka rovnomernému rozptýleniu atómov zinku. To vysvetľuje, prečo je pre ich silný zubný materiál skutočne potrebných len asi 10-20% zinku. Ešte lepšie je, tvrdia vedci, že zvieratá nakoniec použijú asi 60% alebo menej sily, než by vyžadovali, keby sa ich zuby zhodovali s našimi relatívne slabými perleťovými bielymi, ktoré majú rôzne druhy a rôzne rozloženia prvkov.

„Organickí a anorganickí chemici môžu spolupracovať na syntéze skutočne silných materiálov, inšpirovaných týmito druhmi materiálov,“ povedal Devaraj.

Uplatnenie konceptu rovnomerne sa šíriacich atómov – zinku alebo iných prvkov – na nástroje, ktoré stavajú ľudskú technológiu, by našim budúcim miniatúrnym nástrojom poskytlo dvojitý úžitok. Bude to lacnejšie, pretože bude potrebné mať menšie množstvo pevnejších a drahších komponentov. Bude tiež efektívnejší, pretože počas používania bude potrebná pevnosť.

Ďalej sa Devaraj a jeho kolegovia vedci snažia pokračovať v hľadaní spôsobov revolúcie v spôsobe, akým sú kompaktné technické zariadenia stavané, analyzovaním ďalších malých, drobných druhov, ktoré sa potulujú silnými zbraňami.

„Už sme začali hľadať škorpiónové bodnutia, napríklad pavúčie tesáky a mnoho ďalších typov miniatúrnych nástrojov, aby sme pochopili, čo je to za hmyzí arzenál,“ povedal Devaraj.