![Чешуя арапаимы устойчива к проколу Чешуя арапаимы устойчива к проколу](/img/bronya-arapaimy/Arapaima.jpg)
Что произойдет, если в водоем со стаей голодных пираний запустить рыбку другого вида? Если учесть, что у пираний гильятиноподобный укус, а характер кровожадный, ответ напрашивается сам собой. Однако ситуация меняется, когда речь заходит о рыбке арапаиме (Arapaima gigas). Она не восприимчива к укусам этих хищников, вследствие тонкоструктурированного чешуйчатого покрова, который инженеры назвали гибкой керамикой.
Толчком к исследованию строения кожи арапаимы послужили итоги экспедиции по бассейну реки Амазонка, совершенной несколько лет назад Марком Мейерсом (Marc Meyers), профессором Инженерной школы Джейкоба Юниверсити-Колледж Сан-Диего. Было обнаружено, что чешуйчатый покров необычных рыб выполняет защитную функцию и позволяет им сосуществовать вместе с пираньями в озерах, отделяющихся от Амазонки в период засухи.
![Чешуйчатый покров арапаимы Чешуйчатый покров арапаимы](https://aquavitro.org/wp-content/uploads/2012/03/2246275001_9130df72f5.jpg)
![На иллюстрации (сверху вниз): Чешуя Арапаимы, Зуб пираньи, эксперимент с надавливанием (https://youtu.be/eurx-PN2B5w). Кликабельно. На иллюстрации (сверху вниз): Чешуя Арапаимы, Зуб пираньи, эксперимент с надавливанием (https://youtu.be/eurx-PN2B5w). Кликабельно.](/img/bronya-arapaimy/preview-2.jpg)
Ученые провели лабораторные исследования, в которых с использованием машины, похожей на промышленный дырокол, создали модель нападения пираний на арапаиму. Зубы хищников крепились к вершине аппарата, которым затем начинали щипать чешую жертвы, подстилаемую мягкой подложкой, воспроизводящей мышечную ткань. Зубы частично протыкали чешую, однако ломались, не достигая мягких тканей. Результаты работы были представлены в журнале «Advanced Biomaterials».
Чешуя Arapaima gigas имеет многослойную композиционную структуру, состоящую из внешнего минерализованного (толщина 600 мкм) и внутреннего ламинатного слоя (1000 мкм). Диаметр коллагеновых волокон внутреннего слоя составляет примерно 1 мкм. Они одинаково выровнены на уровне отдельных ламелл (в составе внутреннего слоя — 50 мкм каждая), однако имеют вид ортогональной структуры при сравнении рядом расположенных ламелл. Изучение тонкой структуры внешнего слоя при помощи рентгеновских лучей показало высокую концентрацию кальций-обедненного гидроксиапатита. Процентное содержание кальция во внешнем слое значительно выше по сравнению с внутренним, и, соответственно, выше его твердость (550 против 200 МПа, соответственно). Проверка прочности чешуи, проведенная в сухих и влажных условиях, показала, что прочность и жесткость зависит от степени гидратации. В большинстве биологических материалов модуль упругости зависит от скорости деформации. В случае чешуи арапаимы, модуль упругости был выше в 10 раз, чем у кости.
Смесь материалов подобна твердой эмали зубов, находящейся поверх более мягкого дентина. По словам Мейерса, слоистая структура, включающая жесткий наружный и мягкий внутренний слой, очень распространена в природе и обладает особой прочностью.
Чешуя арапаимы может стать прекрасным примером для создания бронежилетов, топливных баков или иных материалов, используемых в космонавтике.
Профессор заявил, что область биомиметики, научной дисциплины, занимающейся исследованием материалов природного происхождения, в последнее время пользуется особой популярностью, так как инженеры в области синтеза традиционных материалов все чаще бьются головой об стену, и их изыскания оказываются не продуктивными.
В разработке и производстве сверхпрочных материалов воображение человека работает на максимуме своих возможностей, при этом часть идей появляется во время препарирования живой природы.
![Структура чешуи Arapaima gigas (илл. https://youtu.be/eurx-PN2B5w) Структура чешуи Arapaima gigas (илл. https://youtu.be/eurx-PN2B5w)](/img/bronya-arapaimy/scales-arapaimy.jpg)
![Микрофотография чешуи арапаимы (www.nature.com/ncomms/2013/131015/ncomms3634/full/ncomms3634.html) Микрофотография чешуи арапаимы (www.nature.com/ncomms/2013/131015/ncomms3634/full/ncomms3634.html)](https://aquavitro.org/wp-content/uploads/2012/03/arapaima-scales.jpg)
Стоит отметить, что местное население Амазонки иногда использует чешую арапаимы (достигает 10 см в длину) в качестве пилки для ногтей. Гофрированная поверхность остается интактной при перемещении рыбки, в то время как чешуйки могут слегка изгибаться, не ломаясь.
——
Lin Y.S., Wei C.T., Olevsky E.A., Meyers M.A.Mechanical properties and the laminate structure of Arapaima gigas scales. J Mech Behav Biomed Mater. 4 (7) : 1145-56. 2011.
www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21783123
www.sсiеnсеdаily.соm/rеlеаsеs/2012/02/120209101841.htm
Нужно выловить несколько рыбин и регулярно ощипывать. Чешуя все равно новая образуется. А из чешуек шить пластинчатую кольчугу.