¿Un reemplazo más fuerte para el carbonato de calcio en escamas súper fuertes?

Entonces, la microestructura de las conchas de abulón es 95% de carbonato de calcio, como aragonito, azulejos y 5% de polímero orgánico que los une. Esta unión falla de manera elegante, lo que permite que el caparazón reciba mucho castigo antes de romperse.

Este material compuesto es unas 3.000 veces más resistente a la fractura que el carbonato de calcio y dos veces más resistente a la fractura que el carburo de boro, a pesar del alto grado de mineralización.

Fuente: http://meyersgroup.ucsd.edu/papers/delete/1999/Meyers%20211.pdf

Además de eso, gracias a cómo dicha microestructura refracta la luz, también se ve genial.

brillante

¿Te imaginas lo increíblemente resistentes a las balas que podrían ser las escamas/osteodermos/lo que sea si lograra reemplazar el material de los "ladrillos" con algo más fuerte? Probablemente sería como la batalla de la isla de Ramree , aunque con aún más gritos .

Bueno, todavía tengo algunas cosas que resolver, pero la armadura liviana y resistente a las balas es un buen comienzo para mis depredadores del ápice.

Sin embargo, aquí es donde aparecen los problemas. La hidroxiapatita es probablemente el mineral más fuerte del cuerpo humano, pero todavía parece bastante débil. Quiero decir, sí, la composición de las escamas podría variar a lo largo del cuerpo de la criatura, con las más fuertes cubriendo la cabeza y el pecho, pero deberían ser lo más fuertes posible.

Además de utilizar enzimas, otra forma de obtener ciertos minerales podría ser el método Kakyoin (RERORERORERO), básicamente, lamerlo hasta que desaparezca ; las cabras montesas también lo hacen.

Entonces, ¿cuál es el mineral más fuerte (alta dureza Vickers y una buena o mejor tenacidad a la fractura) que podría obtener un animal (ya sea por síntesis a través de enzimas o masticación) y servir como reemplazo de los ladrillos de aragonito en la microestructura antes mencionada? ?

¿Hay alguna razón por la que las escamas no puedan estar hechas simplemente de abulón? Como usted señaló, es increíblemente fuerte y se ve genial, y ya existe un mecanismo biológico para crearlo, aunque uno muy diferente de la formación de escamas en los reptiles, etc.
@Sol Increíblemente fuerte en relación con lo que está hecho. Estas criaturas se enfrentan a armas de fuego de varios calibres, necesitan algo que realmente pueda detenerlas.
¿No estás confundiendo dureza con fuerza?
@DKNguyen Para citar mi pregunta: "Entonces, ¿cuál es el mineral más fuerte (alta dureza Vickers y una buena o mejor resistencia a la fractura)"
@Mephistopheles Lo sé. Vi eso. Lo que digo es que no creo que la dureza tenga nada que ver. Kevlar, por ejemplo, no es duro.
@DKNguyen Lo hace. Los chalecos antibalas modernos utilizan placas de cerámica para romper el proyectil y luego atrapar los fragmentos con un respaldo de UHMWPE.
Creo que lo tienes al revés. Las placas de cerámica no son para romper el proyectil. Las placas de cerámica están literalmente allí, por lo que ellas mismas se rompen y al romperse consumen parte de la energía. Deberían hacer el trabajo incluso si el proyectil permanece intacto. La rotura del plato no es un problema si lo que lleva puesto es ropa desechable, pero es mucho más problemático si ese plato es en realidad parte de su cuerpo.
Hmm, en realidad wiki dice que es para romper el proyectil. Olvidé dónde leí lo que estoy hablando.
@DKNguyen La armadura en un tanque Abrams usa la dispersión de energía como parte de su mecanismo, en lugar de la simple fuerza. Tiene varias capas, y IIRC una de ellas era una especie de malla (eso podría ser a lo que el artículo wiki se refiere como matriz ). Me hizo pensar en cómo la cota de malla dispersa la energía de un golpe.
@KorvinStarmast Ustedes dos lo tienen al revés. Las placas UHMWPE pueden detener incluso un .50 BMG, pero una ronda AP con mucha menos energía puede atravesarlas . Las placas de cerámica DURAS que pueden deformar/destruir el penetrador son necesarias si planea enfrentarse a una amenaza real.
Por eso usaron capas.
@KorvinStarmast Sí, los abulones los usan en capas, más o menos.
Esta charla sobre la armadura mecánica parece muy extraña, pero intentaré llevarla de vuelta a la idea biológica. Hay varias formas de penetrar una armadura moderna, al igual que hay varias armaduras para protegerse contra ellas, siendo la armadura reactiva la más común y universal. Y también habría una forma de penetrar la armadura de tu bestia, quizás de una forma poco convencional. ¿Qué usan los cazadores? Si las armas simplemente generan un fuerte impacto, similar a las balas, entonces tener un caparazón similar al de un abulón es suficiente (especialmente si planeas hacerlo más grueso)

Respuestas (2)

En esencia, si entiendo correctamente, está buscando un material biológico que muestre un alto grado de dureza. Para lograr esto, podríamos buscar algunos materiales muy fuertes que podrían reemplazar (o al menos competir con) nuestros materiales estándar de protección antibalas. Uno de estos es la seda de araña . Esto podría ser parte de la matriz proteica que se encuentra en capas en las escamas. Por supuesto, la proteína de nácar también podría ser suficiente aquí.

La otra parte, el reemplazo del carbonato de calcio es más difícil de entender. La polimerización es una de las claves, ya que tiene que sobrevivir al impacto. Las redes de tracción distribuyen las fuerzas sin fragmentación, pero podrían debilitarse por impactos repetidos. Podría ser que algún proceso de curación pudiera proporcionar fuerza adicional cerca de las áreas dañadas.

Los biopolímeros de organosilicio podrían crear algunos carburos de silicio incidentales, que también son a prueba de balas. Los organosilicios están naturalmente ausentes de los organismos que se encuentran en la Tierra, por lo que tendría que profundizar en el aspecto de la ingeniería genética de esta forma de vida para explicarlo.

Parece que se ha realizado algún trabajo sobre esto para la astrobiología utilizando bacterias y enzimas mutantes. El investigador dijo que "la enzima mutante podría generar al menos 20 compuestos orgánicos de silicio diferentes, 19 de los cuales eran nuevos para la ciencia". Sin embargo, nadie pensó en ver si estos podrían usarse para proteger a un organismo a prueba de balas. La estratificación de organosilicios y proteínas de seda de araña (o proteínas de nácar) debería permitir una escala de prueba de balas bastante buena que tiene algo de trabajo detrás para mostrar biocompatibilidad, incluso si es algo deficiente en el lado de los organosilicios.

El porcentaje de carburo de silicio que aparece en estas incrustaciones podría alterarse ambientalmente (por ataque de ácidos o enzimas) o internamente mediante un proceso que expulsa selectivamente los carburos de silicio a las estructuras de las incrustaciones.

La dureza estaría por debajo de los niveles graficados, pero los polímeros circundantes agregarían dureza. En cuanto a si el carburo de silicio podría sostenerse en múltiples capas, dependería de cómo se enriquece el carburo de silicio en estas escalas. El proceso lo es todo en biología.

Una posibilidad podría ser un Carburo de Boro , específicamente cúbico-BC 5 , que tiene una dureza Vickers de 71 GPa y una tenacidad a la fractura de 9.5 MPa m ½ .

Ambos valores son superiores a los de la hidroxiapatita (5 GPa y 1,2 MPa m ½ , I. Hervas, Dureza a la fractura de vidrios e hidroxiapatita: un estudio comparativo de 7 métodos utilizando el indentador Vickers ).

Me imagino que también podría crecer aproximadamente en la misma microestructura, para producir el mismo color que el caparazón en su imagen.

Lamentablemente, el boro no es un elemento común, aunque puede estar muy concentrado en algunos lagos secos y yacimientos minerales. Pero no estoy del todo seguro de cómo tu criatura podría producir BC 5 cúbico , posiblemente enzimáticamente.

Espero que eso ayude.

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