Zeeworm met kaken vol metaal levert een heel nieuw soort materiaal op

Soms zit de grootste vondst in het kleinste beestje. Een onopvallende zeeworm blijkt kaken te hebben die zich als metaal gedragen, en dat levert een heel nieuw soort materiaal op.

Geen echt metaal, maar bijna

Het gaat om de zeeworm Perinereis cultrifera, een oeroude borstelworm. Zijn kaken bestaan niet uit puur metaal, maar uit eiwitten waarin metaalionen zijn opgenomen. Toch gedragen ze zich op belangrijke punten als metaal, en daarom introduceren de onderzoekers een nieuwe term: "biometalen".

Aan de punten van de kaken zit een hogere concentratie metaalionen, en juist daar zijn ze het hardst. Zo heeft de worm precies daar het meeste bijtvermogen waar hij het nodig heeft.

Wat de onderzoekers vonden

Weense onderzoekers, onder wie Christian Hellmich, gebruikten een techniek genaamd nano-indentatie: met een piepklein puntje drukken ze in het materiaal om de hardheid te meten. Daarbij stuitten ze op het zogeheten Nix-Gao-effect, een verschijnsel dat ook optreedt bij echte metalen als koper en zilver.

Tegelijk vertoont het materiaal iets eigens: de veerkracht hangt af van de schaal waarop je kijkt. Dat maakt biometalen onderscheidend ten opzichte van gewone metalen, en verklaart waarom kristaldefecten op microschaal er sterker ineengrijpen.

Waarom dit interessant is

Een materiaal dat hard én veerkrachtig is, en dat door een levend organisme wordt gemaakt, is voor materiaalkundigen goud waard. De natuur laat zien hoe je sterkte en flexibiliteit combineert zonder een hoogoven, gewoon met eiwitten en de juiste ionen.

Concrete toepassingen noemen de onderzoekers nog niet. Wel is vervolgonderzoek gepland, naar meer soorten en naar de vraag hoe die materiaaleigenschappen worden doorgegeven.

Klein beestje, grote les

Het aardige aan zo'n ontdekking is de omkering van verwachtingen. Een worm die je makkelijk over het hoofd ziet, blijkt een trucje te beheersen waar ingenieurs jaloers op zijn. Zo herinnert de natuur ons er weer aan dat ze, na miljoenen jaren sleutelen, vaak al een oplossing heeft bedacht voordat wij de vraag stelden.