Nieuw biomateriaal met extreem hoge breuksterkte

De punten van de scharen van sommige krabben zijn opgebouwd uit een materiaal dat niet is verkalkt maar wél 1% broom bevat. Dat voorkomt dat ze afbrokkelen, zo stelt Robert Schofield (University of Oregon) in het Journal of Structural Biology.

De moleculaire opbouw van het materiaal is nog niet precies opgehelderd maar röntgenabsorptiespectrometriegegevens doen vermoeden dat het broom aan fenylringen vastzit. Het ligt voor de hand dat die afkomstig zijn van het aminozuur tyrosine.

Het grote voordeel zit in de breuksterkte, die een ordegrootte hoger ligt dan bij het verkalkte materiaal waaruit de rest van de krabbenschaar bestaat. Je vindt het broom dan ook vooral terug bij krabbensoorten zoals Pachygrapsus crassipes, die hun scharen gebruiken als fijn gereedschap om voedsel op te pakken. Als er dan iets van de punt afbreekt is de schaar nutteloos.

Voor krabben die hun scharen gebruiken om met geweld hun prooi kapot te knijpen, maken een paar extra karteltjes niet uit. Die hebben de broomversterking dan ook niet. Heremietkreeften, die één grote en één kleine schaar bezitten, hebben alleen broom in de kleine. En bij de Dungeness-krab (Cancer magister) zit het broom niet in de scharen maar in de punten van de poten.

Wat het effect van broom precies is, is ook nog niet duidelijk. Schofield oppert dat de relatief zware atoomkernen de resonantiefrequentie van het materiaal verlagen en zo de absorptie van botsingsenergie vergemakkelijken. Het zou dan niet zo veel uitmaken welk element je precies inbouwt. Inderdaad zijn van andere diersoorten materialen bekend die heel andere zware elementen bevatten, zoals zink, mangaan, ijzer of koper.

Los van dat alles speelt ook mee dat het niet-verkalkte materiaal relatief flexibel is en alleen al daarom minder gemakkelijk afbreekt.

bron: University of Oregon