Некоторые виды змей скользят по земле, а другие карабкаются по деревьям, ныряют в песок или скользят по воде. Сегодня ученые сообщают, что химический состав поверхности змеиной чешуи варьируется у разных видов, обитающих на разных территориях. Полученные данные могут иметь значение для разработки прочных материалов, а также роботов, которые имитируют движения змеи, пересекая поверхности, которые в противном случае были бы непроходимыми, передает портал EurekAlert!. Исследователи представят свои результаты на весеннем собрании Американского химического общества (ACS).
Сперва авторы работы обнаружили, что наземные змеи покрыты липидным слоем. Этот масляный слой настолько тонкий – всего один или два нанометра, – что его раньше никто не замечал. Команда также выяснила, что молекул в этом слое нет на чешуе на спине змеи, но зато их много и они плотно упакованы на чешуе живота, что обеспечивает смазку и защиту от износа.
«Некоторые люди боятся змей, потому что думают, что они склизкие, но биологи говорят, что змеи не склизкие – они сухие на ощупь, – отмечают авторы работы. – Это одновременно правда и неправда, потому что в наномасштабе, которое мы обнаружили, они на самом деле жирные и слизистые, хотя вы этого не чувствуете. Они "наносклизкие"».
В новом исследовании команда хотела выяснить, различается ли химия этой нанослойной поверхности у видов, адаптированных к различным средам обитания. Для этого они изучили недавно сброшенные шкуры наземной, древесной и песчаной змей и сравнили их химический состав. Ученые использовали лазерную спектроскопию и технику электронной микроскопии, которая исследует химический состав поверхности, выбивая из нее электроны с помощью рентгеновских лучей.
Результаты показали, что у древесной змеи есть слой упорядоченных молекул липидов на животе, как и у наземной змеи. Но змея, ныряющая в песок, имеет упорядоченный липидный слой как на передней, так и на задней стороне. Это логично – так снижается трение и кожа дольше служит. Далее исследователи хотят выяснить, откуда берутся липиды, и посмотреть на различия между другими видами змей, включая тех, которые живут в воде.
Работа может иметь широкое применение. Скользящее движение змеи требует постоянного контакта с поверхностью, которую она пересекает – отсюда высокие требования к трению, износу и механической устойчивости. Изучение того, как змеи поддерживают целостность своей кожи при столкновении с острыми камнями, горячим песком и другими препятствиями, может помочь в разработке более прочных материалов.
Вдобавок, по словам исследователей, сегодня разрабатывают роботов, которые имитируют скольжение змеи и, в отличие от роботов с колесами, поэтому могут преодолевать труднопроходимую местность, такую как крутые песчаные склоны. Разработчики недавно начали принимать во внимание микроструктуру змеиной чешуи, но химический состав поверхности чешуи также имеет решающее значение для их работы. Объединение этих полей может однажды привести к появлению змееподобных роботов, способных помочь в спасательных операциях или освободить застрявший в песке марсоход.
[Фото: ru.123rf.com]
