Einige Seesterne aus einem spröden Material stärken sich mit architektonischen Possen.
Unter der Haut eines Seesterns liegt ein Skelett aus Kieselwucherungen, sogenannten Gehörknöchelchen, die hauptsächlich aus dem Mineral Calcit bestehen. Calcit ist normalerweise zerbrechlich, und noch mehr, wenn es porös ist. Aber die löchrigen Gehörknöchelchen des knorrigen Seesterns (Protoreaster nodosus) werden durch eine unerwartete interne Anordnung gestärkt, berichten Forscher am 11. Februar Wissenschaft.
„Als wir die Struktur zum ersten Mal sahen, waren wir wirklich erstaunt“, sagt Ling Li, Materialwissenschaftlerin an der Virginia Tech in Blacksburg. Es sieht aus, als wäre es 3D-gedruckt worden, sagt er.
Li und Kollegen verwendeten ein Elektronenmikroskop, um die Gehörknöchelchen von mehreren Dutzend toter knorriger Seesterne zu vergrößern. Auf einer Skala von 50 Mikrometern, etwa halb so breit wie ein menschliches Haar, weicht der scheinbar nichtssagende Körper jedes Gehörknöchelchens einem netzartigen Muster, das die Anordnung von Kohlenstoffatomen in einem Diamanten widerspiegelt.
Aber das diamantähnliche Gitter allein erklärt nicht vollständig, wie die Gehörknöchelchen stark bleiben.
Innerhalb dieses Gitters haben die Atome, aus denen der Calcit besteht, ihr eigenes Muster, das einer Reihe gestapelter Sechsecke ähnelt. Dieses Muster wirkt sich auch auf die Festigkeit des Calcits aus. Im Allgemeinen ist die Stärke eines Minerals nicht in alle Richtungen gleich. Das Drücken auf Calcit in einige Richtungen bricht ihn also eher als Kraft aus anderen Richtungen. In den Gehörknöchelchen richten sich das Atommuster und das diamantartige Gitter so aus, dass die intrinsische Schwäche des Kalzits kompensiert wird.
Es ist ein Rätsel, wie die Tiere das diamantähnliche Gitter herstellen. Lis Team untersucht lebende knorrige Seesterne und untersucht die Chemie, wie sich Gehörknöchelchen bilden. Das Verständnis, wie die Seesterne ihre Gehörknöchelchen bauen, kann Erkenntnisse für die Herstellung stärkerer poröser Materialien, einschließlich einiger Keramiken, liefern.
Wir können viel von einer Kreatur wie einem Seestern lernen, die wir vielleicht für primitiv halten, sagt Li.
