Ein stärkerer Ersatz für Calciumcarbonat in superstarken Waagen?

Die Mikrostruktur von Abalone-Muscheln besteht also zu 95 % aus Calciumcarbonat, wie Aragonit, Kacheln und zu 5 % aus organischem Polymer, das sie zusammenhält. Diese Bindung versagt auf anmutige Weise, sodass die Hülle eine Menge Strafe erleiden kann, bevor sie zerbricht.

Dieser Verbundwerkstoff ist trotz des hohen Mineralisierungsgrades rund 3.000-mal bruchfester als Calciumcarbonat und doppelt so bruchfest wie Borcarbid.

Quelle: http://meyersgroup.ucsd.edu/papers/delete/1999/Meyers%20211.pdf

Darüber hinaus sieht es dank der Lichtbrechung durch die Mikrostruktur auch cool aus.

glänzend

Können Sie sich vorstellen, wie wahnsinnig kugelsicher Schuppen/Osteoderme/was auch immer sein könnten, wenn es mir gelänge, das Material der „Ziegel“ durch etwas Stärkeres zu ersetzen? Es wäre wahrscheinlich wie die Schlacht von Ramree Island , nur mit noch mehr Geschrei .

Nun, ich habe noch einige Dinge zu lösen, aber kugelsichere, leichte Panzerung ist ein guter Anfang für meine Apex-Raubtiere.

Hier zeigen sich jedoch Probleme. Hydroxylapatit ist wahrscheinlich das stärkste Mineral im menschlichen Körper, aber es scheint immer noch ziemlich schwach zu sein. Ich meine, ja, die Zusammensetzung der Schuppen könnte über den Körper der Kreatur variieren, wobei die stärksten ihren Kopf und ihre Brust bedecken, aber diese sollten so stark wie möglich sein.

Abgesehen von der Verwendung von Enzymen könnte die Kakyoin-Methode (RERORERORERO) eine andere Möglichkeit sein, bestimmte Mineralien zu erhalten, im Grunde lecken Sie es, bis es weg ist ; Bergziegen tun es auch.

Also, was ist das stärkste Mineral (hohe Vickers-Härte und okay oder besser Bruchzähigkeit), das von einem Tier gewonnen werden könnte (entweder durch Synthese über Enzyme oder durch Fressen) und als Ersatz für die Aragonit-Steine ​​in der oben genannten Mikrostruktur dienen könnte? ?

Gibt es einen Grund, warum die Waage nicht einfach aus Abalone bestehen konnte? Wie Sie gesagt haben, ist es wahnsinnig stark und sieht cool aus, und es gibt bereits einen biologischen Mechanismus, um es zu erzeugen - wenn auch ein ganz anderer als die Schuppenbildung bei Reptilien usw
@Sol Wahnsinnig stark im Vergleich zu dem, woraus es besteht. Diese Kreaturen treten gegen Schusswaffen verschiedener Kaliber an, sie brauchen etwas, das diese tatsächlich aufhalten kann.
Verwechseln Sie nicht Härte mit Stärke?
@DKNguyen Um meine Frage zu zitieren: "Also, was ist das stärkste Mineral (hohe Vickers-Härte und a-okay oder besser Bruchzähigkeit)?"
@Mephistopheles Ich weiß. Das habe ich gesehen. Was ich sagen will ist, dass ich glaube nicht, dass Härte irgendetwas damit zu tun hat. Kevlar zum Beispiel ist nicht hart.
@DKNguyen Das tut es. Moderne Körperpanzer verwenden Keramikplatten, um das Projektil aufzubrechen, und fangen die Fragmente dann mit einer UHMWPE-Unterlage auf.
Ich denke, du hast es rückwärts. Die Keramikplatten sollen das Projektil nicht aufbrechen. Die Keramikplatten sind buchstäblich da, also brechen sie selbst, und beim Brechen wird ein Teil der Energie verbraucht. Sie sollten die Arbeit auch dann erledigen, wenn das Projektil intakt bleibt. Das Brechen der Platte ist kein Problem, wenn Sie Einwegkleidung tragen, aber ein viel größeres Problem, wenn diese Platte tatsächlich Teil Ihres Körpers ist.
Hmm, eigentlich sagt Wiki, dass es das Projektil zerschmettern soll. Ich vergesse, wo ich gelesen habe, wovon ich spreche.
@DKNguyen Die Panzerung in einem Abrams-Panzer verwendet eher Energieverteilung als Teil ihres Mechanismus als einfache Stärke. Es hat mehrere Schichten, und IIRC, eine davon war eine Art Mesh (das könnte der Wiki-Artikel als Matrix bezeichnen ). Es ließ mich daran denken, wie Kettenhemden die Energie eines Schlags zerstreuen.
@KorvinStarmast Ihr zwei habt es verkehrt herum. UHMWPE-Platten können sogar ein .50 BMG aufhalten, aber eine AP-Patrone mit viel weniger Energie kann sie direkt durchschlagen . HARTE Keramikplatten, die den Penetrator verformen/zerstören können, sind notwendig, wenn Sie vorhaben, sich einer echten Bedrohung zu stellen.
Deshalb haben sie Schichten verwendet.
@KorvinStarmast Ja, Abalones verwenden sie in Schichten, sozusagen.
Dieses Gerede über mechanische Rüstungen scheint sehr belanglos, aber ich werde versuchen, es wieder auf die biologische Idee zu lenken. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, moderne Rüstungen zu durchdringen, ebenso wie es verschiedene Rüstungen gibt, um sich davor zu schützen, wobei die reaktive Rüstung die gebräuchlichste und universellste ist. Und es gäbe auch eine Möglichkeit, die Rüstung deiner Bestie zu durchdringen, vielleicht auf unkonventionelle Weise. Was verwenden die Jäger? Wenn die Waffen einfach nur einen schweren Aufprall liefern, ähnlich wie Kugeln, dann reicht eine Abalone-ähnliche Schale aus (insbesondere, wenn Sie vorhaben, sie dicker zu machen).
- worldbuilding.stackexchange.com/questions/96503/… - Das wird hoffentlich hilfreich sein.

Antworten (2)

Im Wesentlichen suchen Sie, wenn ich das richtig verstehe, nach einem biologischen Material, das eine hohe Zähigkeit aufweist. Um dies zu erreichen, könnten wir uns einige sehr starke Materialien ansehen, die unsere standardmäßigen kugelsicheren Materialien ersetzen (oder zumindest mit ihnen konkurrieren) könnten. Eines davon ist Spinnenseide . Dies könnte Teil der Proteinmatrix sein, die in die Schuppen eingeschichtet ist. Natürlich könnte auch hier Perlmuttprotein ausreichen.

Der andere Teil, der Ersatz für Calciumcarbonat, ist schwieriger herauszufinden. Die Polymerisation ist einer der Schlüssel, da sie den Aufprall überstehen muss. Zugnetzwerke verteilen die Kräfte ohne Fragmentierung, könnten aber durch wiederholten Aufprall geschwächt werden. Es könnte sein, dass ein Heilungsprozess in der Nähe von beschädigten Bereichen zusätzliche Stärke bietet.

Organosilizium-Biopolymere könnten einige zufällige Siliziumkarbide erzeugen, die ebenfalls kugelsicher sind. Organosilicium ist in Organismen, die auf der Erde vorkommen, von Natur aus nicht vorhanden, daher müsste man tief in den gentechnischen Aspekt dieser Lebensform eintauchen, um es zu erklären.

Es scheint einige Arbeiten zu diesem Thema für die Astrobiologie unter Verwendung von Bakterien und mutierten Enzymen zu geben. Der Forscher sagte: "Das mutierte Enzym könnte mindestens 20 verschiedene Organosiliciumverbindungen erzeugen, von denen 19 für die Wissenschaft neu waren." Niemand dachte jedoch daran, zu sehen, ob diese verwendet werden könnten, um einen Organismus kugelsicher zu machen. Die Schichtung von Organosilicium und Spinnenseidenproteinen (oder Perlmuttproteinen) sollte eine ziemlich gute Kugelsicherheitsskala ermöglichen, die einige Arbeit hinter sich hat, um die Biokompatibilität zu zeigen, auch wenn sie auf der Organosiliciumseite der Dinge etwas mangelhaft ist.

Der Prozentsatz an Siliziumkarbid , der sich in diesen Schuppen zeigt, könnte entweder durch die Umwelt (durch Säure- oder Enzymangriff) oder intern durch einen Prozess verändert werden, der Siliziumkarbide selektiv in die Schuppenstrukturen ausstößt.

Die Härte würde unter den angegebenen Werten liegen, aber die umgebenden Polymere würden die Zähigkeit erhöhen. Ob das Siliziumcarbid in mehreren Schichten gehalten werden könnte, würde davon abhängen, wie das Siliziumcarbid in diesen Schuppen angereichert ist. Prozesse sind alles in der Biologie.

Eine Möglichkeit könnte ein Borcarbid sein , insbesondere kubisches BC 5 , das eine Vickers-Härte von 71 GPa und eine Bruchzähigkeit von 9,5 MPa m 1/2 hat .

Beide sind höher als die Werte für Hydroxylapatit (5 GPa und 1,2 MPa m ½ , I. Hervas, Fracture zähigkeit von Gläsern und Hydroxylapatit: Eine vergleichende Studie von 7 Methoden mit Vickers-Eindringkörper ).

Ich würde mir vorstellen, dass es auch in ungefähr derselben Mikrostruktur gezüchtet werden könnte, um dieselbe Farbe wie die Schale in Ihrem Bild zu erzeugen.

Leider ist Bor kein häufig vorkommendes Element, obwohl es in einigen ausgetrockneten Seen und Mineralvorkommen sehr konzentriert sein kann. Aber ich bin mir nicht ganz sicher, wie Ihre Kreatur kubisches BC 5 produzieren könnte , möglicherweise enzymatisch.

Hoffentlich hilft das.

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