gigi, siput air
Gambar scanning mikroskop elektron dari gigi siput air.(Credit: Image courtesy of University of Portsmouth)

Studi : Gigi Siput Air, Bahan Alami Terkuat yang Dikenal Manusia

Diposting pada

Bhataramedia.com –┬áPara peneliti dari University of Portsmouth telah menemukan bahwa siput air berukuran kecil yang memiliki cangkang kerucut (Patellogastropoda), memiliki gigi dengan struktur biologis yang begitu sehingga dapat ditiru untuk membuat mobil, kapal dan pesawat di masa depan.

Studi ini meneliti perilaku mekanik skala kecil dari gigi siput air dengan menggunakan mikroskop dengan kekuatan atom, suatu metode yang digunakan untuk memisahkan semua jenis material sampai ke tingkat atom.

Profesor Asa Barber dari University School of Engineering memimpin penelitian tersebut. Dia mengatakan: “Alam adalah sumber inspirasi yang luar biasa untuk struktur yang memiliki sifat mekanik yang baik. Semua hal yang kita amati di sekitar kita, seperti pohon, cangkang makhluk laut dan gigi siput air dipelajari di dalam penelitian ini, telah berevolusi untuk menjadi sangat efektif.”

“Sampai saat ini kita berpikir bahwa benang sutra laba-laba merupakan bahan biologis terkuat karena kekuatannya yang super dan potensi aplikasinya di dalam segala hal, dari rompi tahan peluru hingga perangkat elektronik. Namun, saat ini kami telah menemukan bahwa gigi siput air memiliki kekuatan yang berpotensi tinggi,” lanjut dia.

Profesor Barber menemukan bahwa gigi siput air mengandung mineral keras yang dikenal sebagai goethite, yang terbentuk seiring pertumbuhan siput air.

Dia mengatakan: “Siput air membutuhkan gigi dengan kekuatan tinggi untuk menusuk-nusuk di atas permukaan batu dan mengambil alga untuk dimakan ketika air pasang. Kami menemukan bahwa serat dari goethite memiliki ukuran yang tepat untuk membuat struktur komposit yang tangguh.

“Penemuan ini mengindikasikan bahwa struktur berserat yang ditemukan di dalam gigi siput air dapat ditiru dan digunakan di dalam aplikasi teknik kinerja tinggi seperti mobil balap Formula 1, lambung kapal dan struktur pesawat,” jelas Profesor Barber.

“Para insinyur selalu tertarik untuk membuat struktur ini lebih kuat untuk meningkatkan kinerjanya atau lebih ringan sehingga bahan yang digunakan lebih sedikit,” lanjut dia.

Penelitian ini juga menemukan bahwa gigi siput air memiliki kekuatan yang sama, tidak peduli berapapun ukurannya.

“Pada umumnya struktur yang besar memiliki banyak kekurangan dan dapat lebih mudah patah daripada struktur lebih kecil yang memiliki kelemahan yang lebih sedikit dan lebih kuat. Masalahnya adalah bahwa sebagian besar struktur harus cukup besar sehingga lebih lemah daripada yang kita inginkan. Gigi siput air melanggar aturan ini, karena kekuatannya masih sama tidak peduli berapapun ukurannya,” jelas Profesor Barber, seperti dilansir University of Portsmouth (17/02/2015).

Material yang diuji oleh Profesor Barber hampir 100 kali lebih tipis dari diameter rambut manusia sehingga teknik yang digunakan untuk memecahkan sampel tersebut baru saja dikembangkan.

Dia mengatakan: “Metode pengujian sangatlah penting karena kami perlu untuk memecahkan gigi siput air. Seluruh gigi berukuran kurang dari satu milimeter, tetapi melengkung, sehingga kekuatannya tergantung pada bentuk gigi dan materialnya. Kami ingin untuk memahami kekuatan material ini, jadi kami harus memotong volume yang lebih kecil dari material tersebut.”

Mencari tahu mengenai desain yang efektif di alam dan kemudian membuat struktur berdasarkan desain ini dikenal sebagai “bioinspiration”.

Profesor Barber mengatakan: “Biologi merupakan sumber inspirasi saat merancang struktur baru tetapi dengan begitu banyak struktur biologis untuk dipertimbangkan, hal ini dapat memakan waktu untuk menemukan struktur yang kemungkinan berguna.”

Penelitian ini dipublikasikan di jurnal Royal Society.