Estoy tratando de diseñar a mi personaje principal en mi serie postapocalíptica para que tenga un esqueleto muy denso, orgánico y duradero. El esqueleto también debe ser capaz de soportar disparos de armas de fuego, el impacto de un mazo, así como los rayos gamma (y otras radiaciones ionizantes).
Mi idea era tener una estructura de nanotubos de osmio, hierro y carbono tejida orgánicamente para lograr que él hiciera una armadura densa y duradera que pudiera manejar una gran cantidad de energía cinética, como el fuego de una ametralladora. El personaje ya tiene músculos muy fuertes y relleno alrededor de los órganos. ¿Esto parece realista, o hay una mejor manera de hacerlo?
De dónde obtiene el osmio no es importante; solo aplicarlo a su bioquímica lo es.
@Slarty tiene razón. El osmio es venenoso. Así que esa es tu respuesta.
Pero aquí hay una manera de lograr lo que quieres: quieres algo que pueda estar en los huesos y que sea increíblemente denso. Los elementos de la tabla periódica debajo del calcio pueden imitar al calcio y aparecen en los huesos. El estroncio puede imitar el calcio en los huesos y algunas personas lo toman como suplemento para prevenir la osteoporosis . El radio también es tratado como calcio por el cuerpo y termina en los huesos donde su radioactividad causa problemas.
¿Qué pasaría si hubiera un elemento superpesado que también fuera tratado por el cuerpo como calcio? Se teoriza que existe una isla de estabilidad por encima del número atómico 120, en cuyo punto los elementos vuelven a ser estables.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a5/Pyykko_periodic_table_172.svg/800px-Pyykko_periodic_table_172.svg.png
Entonces: tu héroe tiene huesos superdensos con el elemento 166 en lugar de calcio: más del doble de denso que el osmio.
Existe una condición llamada cutis osteópata: los interesados pueden buscar en Google estas imágenes médicas. Las lesiones comienzan como una inflamación de la piel y luego se osifican, formando placas de hueso normal dentro de la piel. Tu heroína puede tener todo esto sobre ella. Ella no será tan linda, pero una placa de hueso superdenso podría detener una bala y luego sanar si se rompiera.
Martillos de lodo de los que no estoy seguro. Pero estoy muy entusiasmado con ellos.
Fuerza: mira los clubes de camarones Mantis . Son livianos y mucho más fuertes que el osmio, o el acero de titanio para el caso. Y son orgánicos. Sin problemas en la recolección de osmio, sin necesidad de cambiar drásticamente el metabolismo para sobrevivir a la toxicidad del osmio.
Para una protección significativa contra los rayos gamma, necesitaría demasiado osmio; mejor hacerlo de otra manera, a través de mecanismos de redundancia y reparación celular. Deinococcus radiodurans es capaz de soportar sin daño una dosis de radiación mil veces letal para los humanos.
Lo que significa que agregar el mecanismo de reparación de Deinococcus a su criatura le otorgaría la misma resistencia a la radiación bruta que un caparazón de osmio de 1/3 "de pulgada de espesor (los valores en el enlace son para rayos X, pero la curva de atenuación no es muy diferente de gamma), con casi ningún aumento de peso. Como señaló CJ Dennis, esto no se traduce en la misma resistencia que una bacteria (un vertebrado tiene mucho más ADN que puede dañarse, incluso si la densidad de información es menor, lo que contribuye a la resistencia: los humanos tienen alrededor de 20.000 genes contra Deinococcus' 3195), porque parte de esa resistencia se obtiene a través de múltiples copias del genoma, que los organismos superiores no pueden proporcionar fácilmente. Aun así, se cree que el mecanismo de reparación del ADN es responsable de la mayor parte de la resistencia a la radiación de alta intensidad, lo que haría que un aumento de 200 veces en la resistencia a la radiación fuera al menos creíble a primera vista.
Un mecanismo de reparación del ADN también tendría la ventaja de hacer que todos los órganos internos fueran resistentes a la radiación, no solo la médula ósea.
También puede agregar una capa espesa de agua y grasa como protección adicional (y reserva de energía).
Otro mecanismo útil sería la producción (posiblemente bajo demanda, ya que es biológicamente costosa) de antioxidantes . Esto podría ser indirectamente un peligro para tu criatura, si, por ejemplo, su sangre llegara a ser considerada como un elixir de larga vida.
También existe la posibilidad de una defensa pasiva , al permitir que la criatura sienta la radiactividad. Los humanos pueden sentir la radiación solo de manera muy aproximada al detectar las especies químicas generadas por la radiación ionizante (esto se ha descrito de diversas formas como un "sabor seco y metálico", un " sabor agrio en la boca " o un "olor acre") - y luego está fosfenos _ Sin embargo, normalmente, la dosis requerida para tener un efecto detectable y confiable en las papilas gustativas es lo suficientemente alta como para ser letal (Rutherford afirmó que podía distinguir los isótopos por el olfato, y no cayó muerto al hacerlo, pero esa afirmación bien podría ser apócrifo).
Una mayor sensibilidad (foto)química y un órgano especializado -una especie de tercer ojo, fuertemente protegido excepto en una sola dirección- permitiría a la criatura detectar la radiación con la precisión suficiente para evitar activamente las peores áreas, o encontrar un camino seguro entre zonas contaminadas. áreas: la contaminación gamma no es realmente omnipresente, pero sigue a la contaminación química de sus isótopos de origen. Por eso, por ejemplo, algunos tipos de contaminación están asociados con el cáncer de tiroides, porque su principal isótopo es el 131 I, que es químicamente idéntico al yodo estable y, como tal, se acumula en la tiroides. Cualquiera que sea el escape del yodio, también eliminará la mayor parte de su radiación gamma y beta asociada.
Una defensa biológicamente más complicada implicaría una detección aún más detallada de los isótopos fuente. Los biológicamente irrelevantes podrían quelarse y eliminarse rápidamente, mientras que los biológicamente relevantes podrían defenderse mediante un metabolismo adaptativo: por ejemplo, la criatura acumula reservas de calcio, y cuando detecta una contaminación 90 Sr deja de absorber calcio de los alimentos, viviendo de su reservas De esta manera, se anula la ruta normal de contaminación por estroncio (es recogido y fijado en los huesos por células osteoblásticas, que lo confunden con calcio). Sin embargo, una defensa tan detallada casi tendría que ser diseñada. Además, algunas sustancias (p. ej., 14 C, dióxido de carbono rico, así como isótopos de oxígeno y nitrógeno) todavía no podían protegerse.
La producción de células madre podría ayudar un poco, pero requeriría un órgano blindado especializado para producir células madre totipotentes ; de lo contrario, cada órgano tendría que producir su propia línea de células madre especializadas (o, como mucho, pluripotentes), lo que requeriría protección en casi todas partes.
Por supuesto.....
En primer lugar, el hecho de que un elemento comparta la misma carga iónica con otros elementos no significa que pueda intercambiarse en una molécula y conservar las mismas propiedades o adquirir las propiedades del elemento reemplazado. La masa atómica tiene un efecto o propiedades moleculares.
Además, en muchos casos, no son los elementos presentes en un material los que le dan sus propiedades, sino cómo se construye ese material lo que le da sus propiedades.
Por ejemplo, echemos un vistazo al humilde Abalone
Su caparazón es a prueba de balas. Su caparazón está hecho de cristales de carbonato de calcio (calcio, carbono y oxígeno) pegados con una proteína (los posibles elementos son: K, N, O, H, C, Ca).
En otras palabras, un molusco submarino viscoso logró hacer un material más fuerte, delgado y liviano que el hierro sólido. Usando nada más que elementos comunes.
La seda de araña es otro ejemplo. Se produce al tejer largas cadenas de proteínas en un hilo que podemos tejer en una camiseta que puede atrapar una bala.
¿Puedes introducir osmio en una estructura exoesquelética? Claro, pero ¿es práctico? Probablemente no.
¿Qué pasa con los rayos gamma?
Técnicamente, ni siquiera la armadura de osmio puede protegerlo de los rayos gamma lo suficientemente fuertes. Al igual que el plomo y la radiación, solo curva la exposición en función de su espesor.
No. El osmio no puede reemplazar el calcio
El tetraóxido de osmio es altamente venenoso, por lo que tendría que reorganizar la biología humana para evitar ese problema. Los nanotubos hechos de osmio, carbono y hierro tampoco suenan muy probables. Creo que estás tratando de incluir demasiada funcionalidad en este exoesqueleto. Sería mucho más fácil usar magia y acabar con ella.
La densidad extrema del osmio también lo haría extremadamente difícil de manejar. Un área de superficie de armadura corporal de 2 metros cuadrados recubierta con 1 mm de Osmio pesaría 45 kg.
bosque
Mołot
Inútil