Spørgsmålet har fascineret dem, der er interesseret i at skabe nye materialer, der efterligner biologiske materialer. Resultaterne er offentliggjort i tidsskriftet Science.
Det skarpe næb fra Humboldtblæksprutten er et af de hårdeste og stiveste organiske materialer, man kender. Ingeniører, biologer og havforskere ved University of California, Santa Barbara, er gået sammen for at finde ud af, hvordan den bløde, geléagtige blæksprutte kan betjene sit knivlignende næb uden at rive sig selv i stykker.
UC Santa Barbara er et mekka for denne type tværfaglige undersøgelser og tiltrækker forskere og ingeniører fra hele verden for at løse spørgsmål, der går på tværs af en lang række videnskabelige og tekniske discipliner.
Nøglen til blækspruttens næb ligger i gradueringerne af stivhed. Spidsen er ekstremt stiv, men basen er 100 gange mere eftergivelig, hvilket gør det muligt for den at smelte sammen med det omgivende væv. Dette fungerer dog kun, når næbbets basis er våd. Når den tørrer ud, bliver basen lige så stiv som den allerede udtørrede næbspids.
Humboldt blæksprutter, eller Dosidicus gigas, er omkring en meter brede og kan såre en fisk med én hurtig bevægelse. Ifølge artiklen er … “kan et blæksprutte-næb skære nervebåndet over for at lamme byttet, så det senere kan spises i ro og mag.”
“Blæksprutter kan være aggressive, lunefulde, pludselig onde, og de er altid sultne,” siger Herb Waite, medforfatter og professor i biologi ved UC Santa Barbara. “Du ville ikke have lyst til at dykke ved siden af en. Et dusin af dem kunne æde dig eller gøre dig virkelig meget ondt.” Dyrene er meget hurtige og svømmer ved hjælp af jetmotorer.
Bortset fra mennesker er blækspruttens største rovdyr kaskelothvalen, og disse dyr viser ofte ar efter kampen, hvor huden er mærket af blækspruttens skarpe sugekopper. Waite bemærkede, at blækspruttens muskel er tilgængelig i lokalt fremstillede sandwiches, der ofte kaldes “calamari steak sandwiches.”
Waite finder blækspruttens næb overbevisende, og han interesserede postdoc-forsker og førsteforfatter Ali Miserez i at deltage i undersøgelsen. Miserez er tilknyttet UCSB’s Department of Materials, Department of Molecular, Cellular, and Developmental Biology (MCDB) og Marine Science Institute.
“Jeg har altid været skeptisk over for, om der er nogen reel fordel ved “funktionelt graduerede” materialer, men blækspruttesnablet gjorde mig til en troende,” siger medforfatter Frank Zok, professor og associeret formand for Department of Materials ved UC Santa Barbara.
“Her har du et ‘skæreværktøj’, der er ekstremt hårdt og stift i spidsen, og som er fastgjort til et materiale —- den muskuløse bugmasse —-, der har konsistens som gelé”, sagde Zok.
“Du kan forestille dig de problemer, du ville støde på, hvis du fastgjorde et knivsblad til en blok gelé og forsøgte at bruge det blad til at skære med. Knivbladet ville skære mindst lige så meget gennem Jell-o’en som den genstand, der var målet. I tilfældet med blækspruttens næb løser naturen problemet ved at ændre næbbets sammensætning gradvist i stedet for pludseligt, så dets spids kan gennembore byttet uden at skade blæksprutten i processen. Det er et virkelig fascinerende design!”
Zok forklarede, at de fleste konstruerede strukturer er lavet af kombinationer af meget forskellige materialer som f.eks. keramik, metaller og plastik. For at samle dem kræver det enten en form for mekanisk fastgørelse som en nitte, en møtrik og en bolt eller et klæbemiddel som f.eks. epoxy. Men disse metoder har begrænsninger.
“Hvis vi kunne reproducere de egenskabsgradienter, som vi finder i blæksprutternes næb, ville det åbne nye muligheder for sammenføjning af materialer,” forklarede Zok. “Hvis man for eksempel graduerede et klæbemiddel, så dets egenskaber svarer til det ene materiale på den ene side og det andet materiale på den anden side, kunne man potentielt danne en meget mere robust binding,” sagde han. “Dette kunne virkelig revolutionere den måde, som ingeniører tænker på, når det gælder om at fæstne materialer sammen.”
Ifølge Waite blev forskerne hjulpet af, at blæksprutterne tilsyneladende bevæger sig nordpå fra områder, hvor de traditionelt har været koncentreret, f.eks. dybe farvande ud for Acapulco, Mexico. På det seneste er Humboldt-blæksprutter dog blevet fundet i antal i de sydcaliforniske farvande. Snesevis af døde blæksprutter er for nylig skyllet op på campusstrande, hvilket har givet forskerne flere næb til at studere.
De to andre medforfattere på Science-artiklen er fra UCSB. De er Todd Schneberk, der er tilknyttet materialeforskning og MCDB, og Chengjun Sun, der er tilknyttet MCDB og Marine Science Institute.