Die Technologie für den 3D-Druck könnte sich dank einer Entdeckung bei einer bestimmten Molluskenart verändern. Gummistiefelchitons haben Zähne, die aus einem seltenen Mineral bestehen, das zur Herstellung von Spezialtinten verwendet werden kann.
Im Pazifik lebt der Gummistiefelchiton, wissenschaftlich bekannt als Cryptochiton stelleri, ein rundes, rötlich-braunes Weichtier, das an den Küsten entlang kriecht und mit seinen winzigen, zähen Zähnen Algen von den Felsen kratzt. Wissenschaftler haben in den Zähnen dieser Tierart eine interessante Entdeckung gemacht: Der Griffel, die lange, hohle Struktur, die die Zähne mit der Membran verbindet, enthält winzige Partikel von Santabarbarait, einem seltenen Mineral auf Eisenbasis, das für die Herstellung einer haltbaren Tinte für den 3D-Druck nützlich sein könnte.
Was ist Santabarbarait und warum kann es für den 3D-Druck verwendet werden
Santabarbarait macht die Wurzelzähne der Gummistiefelchitons leicht und dennoch extrem stabil. Es gehört zu den härtesten Mineralien, die jemals in der Natur gefunden wurden, und war bisher nur in einigen wenigen Gesteinen zu finden. Die Analyse, wie sich Santabarbarait in die Zähne von Weichtieren einfügt, könnte den Forschern helfen zu verstehen, wie sich diese Tiere ernähren, aber auch dazu beitragen, neue Techniken zur Weiterentwicklung der 3D-Drucktechnologie zu entdecken.
Die Ergebnisse der Studien wurden in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht. Bei der Analyse der Zähne von Cryptochiton stelleri setzten die Wissenschaftler eine Reihe fortschrittlicher bildgebender Verfahren ein, wie Mikroskopie und Spektroskopie. Obwohl die Stärke der Zähne dieser Molluskenart bereits bekannt war, war die Entdeckung von Santabarbarait-Partikeln im Inneren des Stils völlig unerwartet.
Dieses Mineral "wurde noch nie zuvor in einem biologischen Kontext gesehen", so Derk Joester, Experte an der Northwestern University und Hauptautor der Studie. "Es hat einen hohen Wassergehalt", fügte er hinzu, "das macht es stark bei geringer Dichte. Es wird daher vermutet, dass Santabarbarait die Zähne härten kann, ohne ihnen viel Gewicht zu verleihen.
Das Team beobachtete auch, dass die Verteilung des Minerals in den Geweben, aus denen der Griffel besteht, die Steifigkeit der verschiedenen Teile der hohlen Struktur beeinflusst. Sie fragten sich dann, ob das gleiche Prinzip auch für die Herstellung stärkerer Tinten für den 3D-Druck verwendet werden könnte. Die Forscher stellten eine synthetische Alternative zu Santabarbarait her, indem sie eine dem Chitin ähnliche Verbindung sowie Eisen und Phosphat verwendeten. Die Tinte scheint gut zu funktionieren und härtet, wenn sie sofort nach dem Mischen gedruckt wird, während sie trocknet. Je nachdem, wie viel Eisen und Phosphat man der Mischung hinzufügt, kann das gedruckte Material dann weich und gummiartig oder hart und steif werden.
Die Tierwelt ist eine unglaubliche Quelle für Entdeckungen und Erkenntnisse für die Wissenschaft, zum Beispiel hören Hühnereier alles um sie herum, einschließlich der menschlichen Stimme, während es eine Ameisenart gibt, die bis zu dreimal länger lebt als andere.