¿Cuáles serían las propiedades de los materiales hechos de dientes de lapa?

Los dientes de lapa son supuestamente uno de los materiales orgánicos más fuertes. Desafortunadamente, actualmente no es posible producir este material en cantidades lo suficientemente grandes como para usarlo durante mucho tiempo.

Sin embargo, ¿qué pasaría si tuviera la capacidad de cultivar material de dientes de lapa en grandes cantidades, qué aplicaciones tendría y cuáles podrían ser sus propiedades macroscópicas?

Estoy especialmente interesado en saber para qué podría usarlo en un entorno medieval (como armaduras y armas), siempre que también tuviera acceso a medios baratos para producir otras sustancias orgánicas súper fuertes, como la seda de araña.

Estoy pensando en usarlo en un entorno de fantasía, pero tengo muy poca idea de qué propiedades tendría en realidad aparte del hecho de que se supone que es incluso más fuerte que la seda de araña. Desafortunadamente, mientras que la seda de araña se produce en cantidades macroscópicas, los dientes de lapa solo parecen existir en cantidades microscópicas, lo que significa que debe intentar extrapolar sus cualidades.

Estoy interesado en cómo sus cualidades podrían compararse con otros materiales como el metal y qué materiales podría reemplazar suponiendo acceso a la mayoría de los materiales modernos.

Probablemente le interese buscar el artículo donde probaron los dientes de lapa. No puedo verte sabiendo cómo responder a la pregunta de otra manera.

El geothyte (que forma sus dientes) es tan fuerte como las calcitas estándar, por lo que no necesariamente resistiría la intemperie por impactos y se desgastaría / erosionaría fácilmente como material de construcción. Intentaré responder.
Pero, ¿por qué entonces todo el mundo dice que los dientes de lapa son el material natural más fuerte?
Material orgánico más fuerte : es un material hecho por animales que es tan fuerte como la piedra.
Sí, pero se supone que es más fuerte que la seda de araña, y la seda de araña es más fuerte que el acero y el kevlar.
Este es un enlace mejor, creo que en realidad contiene la investigación realizada sobre los dientes de lapa rsif.royalsocietypublishing.org/content/12/105/20141326
Tenga en cuenta que "fuerza" es como "inteligencia". Puede pretender representarlo con un número simple, decir que una cosa es más fuerte que la otra, pero ese no es realmente el caso. Hay diferentes tipos de resistencia, tracción, compresión y rendimiento. Entonces Limpet Teeth puede ser "fuerte" en un eje sin ser necesariamente bueno para construir cosas. Quiero decir que Spider Silk es fuerte, pero no estás haciendo espadas con eso.
@DanSmolinske Sí, lo sé, pero dado que los dientes de lapa son realmente fuertes en ciertos aspectos, probablemente podrían tener algunas aplicaciones si pudieras producir grandes cantidades del material.
Claro, pero el concreto es más fácil. La industria acaba con la cosecha de productos naturales una vez que la sociedad tiene la infraestructura para ello.
@JDługosz En este entorno, las personas tienen los métodos para producir grandes cantidades de la mayoría de las sustancias producidas biológicamente a un precio muy bajo, pero eso no es necesariamente relevante.
Lo usarían en lugar de extraer piedra. La parte de "más fuerte que la seda" me hace pensar que no conoces los diferentes usos de "fuerte". Dudo seriamente que una sustancia similar a la piedra obtenga una buena puntuación en resistencia a la tracción .
Probablemente más aplicable que el material exacto de los dientes de lapa es el método de construcción. Por ejemplo, las conchas de los mejillones son una protección especialmente resistente. Esto se debe en parte a cómo la organización material y las capas del nácar en.wikipedia.org/wiki/Nacre Los materiales no son particularmente únicos o resistentes, pero la forma en que el organismo los une hace que el caparazón sea bastante resistente. & resiliente.
Creo que, desde un punto de vista práctico, la única forma en que los dientes de lapa podrían ser útiles es en algún momento en el futuro en el que tengamos biomáquinas modificadas genéticamente, y quieras que tu máquina se adhiera a otra cosa de forma semipermanente. En este contexto, realmente estás hablando de hacer lapas artificiales o alterar las lapas para que tengan un comportamiento diferente. Tampoco implica recolectar el material real en sí mismo, porque el material real no es tan sorprendente. Lo que funciona para la lapa es la forma en que usa este material; fuera de ese contexto, puede que no sea útil.
@JDługosz ¿Leíste los artículos? Sin embargo, en realidad tiene una resistencia a la tracción más fuerte que la seda de araña. Probaron la resistencia a la tracción específicamente. Probarlo fue difícil dado que estaban probando una escala de tamaños microscópicos.
Prueba de resistencia a la tracción en un relleno fresado de un diente: interesante. Sin embargo, todavía me pregunto acerca de los factores relacionados con la escala.

Respuestas (1)

Creo que esta cita del artículo vinculado por @VakusDrake en los comentarios anteriores ( http://rsif.royalsocietypublishing.org/content/12/105/20141326 ) lo resume (énfasis mío):

"Estas observaciones destacan una resistencia a la tracción absoluta del material que es la más alta registrada para un material biológico, superando la alta resistencia de la seda de araña que actualmente se considera el material natural más fuerte y acercándose a valores comparables a los de las fibras artificiales más fuertes ".

Entonces, ahí está su respuesta: las propiedades serían casi tan fuertes como las fibras artificiales más fuertes. Sin embargo, esto es solo a pequeña escala, y puede ser que tratar de hacer, por ejemplo, cables grandes a partir de las fibras no sea práctico.

y otra referencia en.wikipedia.org/wiki/Limpet#Teeth (4,6 GPa en tensión). Supongo que también son relativamente difíciles. Los dientes de lapa son un material compuesto mineral/orgánico. La resistencia a la tracción citada es para la porción de material orgánico. Las inclusiones minerales poseen una resistencia a la tracción mucho menor pero una dureza mucho mayor.
En comparación, los humanos están trabajando con materiales compuestos con resistencias materiales mucho más altas. Para funciones críticas, utilizamos fibras como los nitruros de boro (inorgánicos) con una resistencia a la tracción de alrededor de 33 GPa en tensión. No conozco la dureza de los dientes de lapa, pero los compuestos humanos relacionados con la dureza tienen una amplia gama de materiales para usar que son mucho más duros que los dientes de lapa. - qué material se utiliza para una aplicación específica se determina utilizando un análisis de costo/beneficio.
@ Jim2B A los efectos de la pregunta, asumo que las personas podrían hacer crecer selectivamente la parte de la estructura con las cualidades más útiles. En cuanto a los nitratos de boro, si son mucho más fuertes que el acero y el kevlar, ¿por qué no se usan en lugar de esas cosas, para muchos usos? ¿Son demasiado caros?
VakusDrake, son difíciles de trabajar y químicamente reactivos, por lo que tienden a reaccionar con la matriz compuesta. Esto los hace caros de usar. Por lo tanto, el nitruro de boro solo se usa cuando el beneficio supera el gasto. Utilizamos materiales como fibras de zafiro, vidrio, carbono, etc. para aplicaciones menos exigentes. Además, estos materiales de fibra tienen muy buena resistencia a la tracción, pero por lo general no tienen otras propiedades de volumen que queremos, por lo que se combinan en un compuesto. Nos permite mezclar y combinar las propiedades de los materiales para satisfacer nuestras necesidades.
Entonces, dado que en el entorno los materiales producidos orgánicamente son baratos, el hecho de que el nitruro de boro sea más barato probablemente no importe. Sigo pensando que podría ser interesante si pudieras usar nitruro de boro para una armadura realmente costosa o algo así...
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