Det dybe hav er mørkt og fuld af frygt, men måske den mest skræmmende væsen af dem alle er dragonfish, en jet-black kriter med en juttende kæbe fuld af knivlignende tænder. Men det er usandsynligt, at andre væsener i afgrunden endda bemærker munden fra ginormous chompers, indtil det er for sent. Det skyldes, at fiskens store tænder er gennemsigtige, hvilket gør dem usynlige under vand.
Nu har en ny undersøgelse, der er offentliggjort i tidsskriftet Matter, kigget dybere ind i strukturen af disse unikke tænder i en dragonfish-art, Aristostomias scintillans, og fundet, at tænderne er lavet af et materiale, der kan have anvendelser ud over at fange dragonfish's næste måltid.
Dragonfish er faktisk ganske imponerende: de er måske mindre end en fod lang og slags langsomt, men de er stadig spidsens rovdyr i deres dybe, mørke lag af havet omkring 1.600 fod under overfladen. Deres jet-sorte kropper og gennemtrængtænder holder dem ikke synlige, medmindre de er oplyst af bioluminescerende organer langs deres krop og kæbe. Men der er stadig mange mysterier om fiskene, inklusive hvad de tænder i stealth-mode er lavet af.
”De bruger det meste af deres tid på at sidde med kæberne åbne og vente på, at der kommer noget, ” siger den første forfatter Audrey Velasco-Hogan, ingeniørstuderende ved University of California San Diego i en pressemeddelelse. ”Deres tænder er altid udsat, så det er vigtigt, at de er gennemsigtige, så de ikke reflekterer eller spreder noget bioluminescerende lys fra miljøet.”
For at forstå, hvordan tænderne fungerer, kiggede Velasco-Hogan og et internationalt samarbejde af forskere på nanostrukturen i fiskens tandpræstation ved hjælp af elektronmikroskopi og andre billeddannelsesteknikker.
Det viser sig, at dragonfish-tænder i det væsentlige er en mærkelig variation af konventionelle perlehvider. Som de fleste chompers har dragonfish's tænder to ydre lag: en ydre skal af emalje og et indre lag af dentin, som normalt er sammensat af tubuli, der forbinder emaljen, nervecellerne og blodkarene i midten af tanden.
Men, rapporterer Wudan Yan på The New York Times , dragonfish-emaljen er besat med små krystaller lavet af hydroxyapatit, kun 5 til 20 nanometer i diameter. Krystallerne er struktureret på en sådan måde, at de forhindrer lys i at sprede tænderne væk. Dentinet er også usædvanligt, fordi det ikke indeholder mikroskala tubuli, der spreder lys gør det synligt, men er i stedet lavet af nanoskala stænger af dentin. I det væsentlige er materialet ikke supereksotisk, men dets struktur er det.
”Vi troede oprindeligt, at tænderne var lavet af et andet, ukendt materiale. Vi opdagede imidlertid, at de er lavet af de samme materialer som vores menneskelige tænder: hydroxyapatit og kollagen, ”fortæller seniorforfatter Marc Meyers, også fra UCSD, til Jeremy Rehm fra Associated Press. ”Deres organisation er imidlertid markant forskellig fra andre fisk og pattedyrs organisation. Dette var en overraskelse for os: samme byggesten, forskellige skalaer og hierarkier. Naturen er fantastisk i sin opfindsomhed. ”
I mikroskalaen, det niveau, på hvilket de fleste tænder er struktureret, kan lys interagere og sprænge molekyler, hvilket fører til et dejligt lyst hvidt smil, fortæller Meyers til Gizmodos Ed Cara. Når strukturer er organiseret på nanoskala niveau, passerer lys imidlertid ofte gennem uden at interagere.
”[W] høne, at funktionerne i de fleste ethvert materiale er meget, meget små, lys spreder sig ikke eller støder af - det går bare igennem det, ” siger Meyers.
Den største biologiske afhentning fra undersøgelsen er temmelig indlysende: dragonfish udviklede sandsynligvis disse unikke stealth chompers for at gøre dem mere effektive rovdyr. Men fundene interesserer også materialeforskere. De opdagede nanostrukturer kunne bruges til at udvikle nye gennemsigtige materialer, som materialeforsker Chih-Hao Chang fra North Carolina State University, der ikke var involveret i undersøgelsen, fortæller Yan.
”Biomimetik har givet mange inspiration til ingeniører, og dette er endnu et godt eksempel, ” siger han. ”Det viser bare, hvor smuk naturen er omkring os, og det kan være virkelig givende at se nærmere på.”
Gizmodos Cara rapporterer, at teamet nu er interesseret i at lære, hvor hårde dragonfish-tænderne er. Hvis de er stærke, kan forskningen føre til udvikling af en ny type robust, gennemsigtigt glas eller keramik.
Og hvis dragonfish tænderne ikke panorerer, er der flere fisk i havet. AP's Rehm rapporterer, at holdet også er interesseret i at analysere chompers fra andre dybhavsfisk med gennemsigtige tænder, herunder fisker og fiskemaskine.
