وجدت دراسة جديدة أن أسنان النمل قوية للغاية لأنها تتكون من ذرات الزنك الموضوعة بطريقة تسمح لها بقطع الأوراق وعدم التعرض للضرر، في اكتشاف قد يكون له آثار على الأجهزة الإلكترونية.
وعلم الباحثون في المختبر الوطني شمال غرب المحيط الهادئ التابع لإدارة الطاقة الأمريكية (PNNL)، أن "أسنان الفك السفلي'' للنمل - تلك الموجودة خارج أفواهها - مرتبطة بإحكام مع ذرات الزنك التي تشكل أكثر من 8% من وزن السن.
ويتموضع الزنك بالتساوي بطريقة تسمح للنمل بقطع الأوراق وعدم تعرضه لأي ضرر.
وقال آرون ديفراج، عالم المواد في PNNL في بيان: "يمكننا أن نرى أن الزنك موزع بشكل موحد في الأسنان، وهو ما كان مفاجأة. كنا نتوقع أن يتجمع الزنك في عقيدات نانوية".
ونظرا لانتشار الزنك، يقدر الباحثون أنه من الممكن أن يستخدم النمل 60% أو أقل من القوة التي سيتعين عليه استخدامها إذا كانت أسنانه مصنوعة من مادة مشابهة لتلك الموجودة في أسنان الإنسان، مثل المينا.
ويمكن تنفيذ هذه الميزة من قبل المهندسين، وفقا للأستاذ المساعد في جامعة أوريغون روبرت سكوفيلد، الذي قاد الدراسة.
وقال سكوفيلد: "قد يتعلم المهندسون البشريون أيضا من هذه الحيلة البيولوجية. صلابة أسنان النمل، على سبيل المثال، تتراوح من صلابة البلاستيك تقريبا إلى صلابة الألمنيوم عند إضافة الزنك. وعلى الرغم من وجود مواد هندسية أقوى بكثير، إلا أنها غالبا ما تكون أكثر هشاشة".
وأثناء دراستهم، نظر الباحثون إلى قطعة من سن النمل ثم استخدموا تقنية مجهرية تُعرف باسم التصوير المقطعي بالمسبار الذري، والتي سمحت لهم بمعرفة كيفية ترتيب ذرات الزنك.
قال ديفاراج في مقابلة مع Cnet: "كانت الخطة هي استخدام هذه التقنية لفهم كيفية توزيع الزنك داخل أسنان النمل هذه، وكيف يؤدي ذلك إلى القوة التي تحصل عليها".
وقال ديفراج إن استخدام مفهوم التباعد المتساوي بين ذرات الزنك أو العناصر الأخرى لجعل المواد أقوى وأكثر مقاومة للتلف يمكن أن يكون له فائدة متعددة الجوانب للإلكترونيات.
ومن خلال دراسة البنية المجهرية للصلب أيضا على المقياس الذري، يمكننا أن نفهم بشكل أفضل كيف يبدل تغيير تركيبة المواد مقاومة التلف، وتحديدا مقاومة التآكل والضغط مع مرور الوقت.