BIOMATERIJALI

Dubravka Marić

Pancir po jastogovom receptu

Otkriće na tanjiru

Sve je počelo onog dana kada je profesor Ming Guo otišao na večeru sa poznanikom koji ga je posetio u laboratoriji na Odeljenju za mehaničko inženjerstvu na MIT-u. Činjenica da profesorov posetilac pre toga nije probao jastoga bila je, nazgled, sitna neobičnost. ''Iako je meso ocenio kao veoma dobro, zaključio je kako je prozirna membrana na jastogovom stomaku teška za žvakanje. Onda smo se obojica iščuđavali zbog toga'', priseća se profesor Guo tog čudnog događaja, koji ga je inspirisao da istraži ovog interesantnog beskičmenjaka. ''Uspemo li da napravimo fleksibilne pancire od ovakvih tipova materijala, osiguraćemo korisnicima pokretljivost i udobnost'', najavljuje on. 

Iako su se mnogi bavili jastogovim prepoznatljivim čvstim oklopom, Ming Guo je ubrzo shvatio da niko nije obratio pažnju na samu membranu! Možda je to bilo zato što opna u jastogovom slučaju izgleda ranjivo u odnosu na druge ljuskare. Tim inženjera sa MIT-a, Harvarda i Univerziteta u Sečuanu (Kina) je utvrdio da je ova meka membrana iznenađujuće čvrsta, kao i da je sastavljena od mikroskopskih slojevitih struktura sličnih šperploči, što je čini izvanredno otpornom na ogrebotine i rezove.
Dok se jastog brzo kreće kamenitim morskim dnom, ova varljivo čvrsta prevlaka mu štiti stomak. Osim toga, opna je i rastegljiva, i to toliko da jastogu omogućava da zamahuje repom napred-nazad, čime grabljivcu otežava da ga zgrabi i istrgne. Savitljivost proističe iz činjenice da je membrana prirodni hidrogel koji čini voda (90 odsto), dok ostatak uglavnom predstavlja hitin, drugi najčešći biopolimer (posle celuloze) koji oklopu insekta ili raka daje savitljivost i mekoću - a ne tvrdoću, kako se uobičajeno smatra.
Rezultati pokazuju da je jastogova opna najčvršći materijal među svim prirodnim hidrogelovima, uključujući kolagen, životinjsku kožu i prirodnu gumu i ima jačinu kompozita gume za industrijsku primenu! Jastogova čvrsta ali i dalje rastegljiva membrana može poslužiti kao recept za stvaranje savitljivih telesnih oklopa, i to naročito za veoma pokretljive delove tela, kao što su laktovi i kolena. ''Dok plivaju, jastozi rastežu i pokreću zglobove, i zaista brzo vrte repom kako bi izbegli grabljivce. Oni ne mogu da budu oklopljeni u potpunosti, kao školjke, i potrebne su im ove mekše spone. Iznenadilo nas je to što niko pre nas nije obratio pažnju na ovu membranu'', ukazuje profesor Ming Guo.

Zato su on i njegove kolege odlučile da ispitaju osobine neobičnog materijala. Isekli su jastogovu membranu na tanke režnjeve i svaki podvrgnuli nekom testu. Recimo, sušili su ih u rerni, pa su im izmerili težinu i utvrdili da se 90 procenata opne sastoji od vode, koja ga i čini hidrogelom. Druge komade membrane su držali u slanoj vodi da bi oponašali prirodno morsko okruženje. Onda su na njima izvodili mehaničke testove, smeštajući ih u mašinu koja ih rasteže i istovremeno precizno meri primenjenu silu. Tako su zapazili da su membrane prvobitno bile savitljive i lako rastregljive, sve dok se nisu dvostruko uvećale u odnosu na prvobitnu dužinu. Tada je materijal počeo da se ukrućuje i da  biva sve čvršći i otporniji na istezanje.
''Ovo je jedinstvena osobina kada je reč o biomaterijalima. Za mnoge čvrste hidrogelove važi pravilo da što ih vi više istežete, oni postaju sve mekši. Ovakvo ponašanje po sistemu naprezanje-ukrućivanje, jastozima omogućava fleksibilno kretanje, a ako se desi nešto loše, mogu da se učvrste i zaštite'', ukazuje profesor Guo.
Ako ništa drugo, rezultati bacaju novo svetlo na opstanak jednog od najsavitljivijih bića u prirodi. "Smatramo da je ovakva struktura membrane možda objašnjava činjenicu da jastozi opstaju duže od sto miliona godina. Nekako im je ova njihova otpornost na kidanje pomogla u evoluciji'', zaključuje Ming Guo.

Dubravka Marić

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"