O planeta Molusks humildes ter dentes isso significa negócios. Os pesquisadores agora estão investigando como um dos mais difíceis da Terra biológico Os materiais ficaram tão difíceis e estão olhando para um Molusk marinho minúsculo chamado Chitons. Seus chompers são mais difíceis e mais rígidos que o esmalte de dentes humanos e o aço inoxidável, mas também resistentes ao desgaste e magnéticos.
“A chiton cultiva dentes novos a cada poucos dias que são superiores aos materiais usados em ferramentas de corte industrial, mídia de moagem, implantes dentários, implantes cirúrgicos e revestimentos de proteção, mas são feitos à temperatura ambiente e com precisão em nanoescala”, David Kisailus, professor de ciência e engenharia de materiais da Califórnia, Irvine, Irvine, disse em comunicado. “Podemos aprender muito com esses projetos e processos biológicos”.
Kisailus é co-autor de um estudar Publicado recentemente na revista Ciência. Usando uma grande espécie de chiton encontrada principalmente nas zonas intertidais do Pacífico perto do campus da UC Irvine. Os dentes do molusco são feitos principalmente de magnetita Nanorods (um mineral magnético e tipo de óxido de ferro) e um materials orgânico encontrado na costa noroeste dos Estados Unidos e na costa de Hokkaido, Japão. Kisailus e seus colegas estudaram especificamente como o RTMP1-proteínas específicas de chiton e de ligação a ferro-passam em seus dentes de formação.
A equipe revelou que as proteínas de ligação a ferro nos dentes usam pequenos túbulos nanoscópicos chamados microvilos para viajar do tecido em torno de dentes imaturos e não mineralizados em dentes mais maduros e mineralizados. Quando estão lá dentro, as proteínas se ligam aos andaimes de nanofibras de quitina, as grandes moléculas que ditam como os nanorods que compõem os dentes são construídos. Ao mesmo tempo, o ferro do tecido circundante também entra nos dentes, onde se liga à proteína RTMP1. Isso permite que o óxido de ferro que forma os nanorods de magnetita acumule e eventualmente cresça nos dentes duros da assinatura da Chiton.
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De acordo com a equipeChitons em diferentes regiões ao redor do mundo têm as proteínas RTMP1, indicando que “algum projeto biológico convergente no controle da deposição de óxido de ferro”, explicou Kisailus. Por fim, a investigação da equipe sobre a formação de dentes de Chiton mantém implicações importantes para a produção de outros materiais avançados.
“O fato de esses organismos formar novos conjuntos de dentes a cada poucos dias não apenas nos permite estudar os mecanismos de formação mineral precisa, mas também nos apresenta novas oportunidades em relação às síntese espacial e temporalmente controlada de outros materiais para uma ampla gama de aplicações, as baterias, as baterias de combustível. “Isso inclui novas abordagens para a fabricação aditiva – impressão 3D – e métodos de síntese que são muito mais ecológicos e sustentáveis”.
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