Danske forskere har afsløret hemmelig formel bag alle naturens pigge
Alt fra en narhvals tand til pigge på alger og brændenælder følger samme formel.
Naturen vrimler med pigge, der kan være store som narhvalens 2,5 meter lange stødtand eller små som nano-piggene, der sidder på nogle virusser.
Imellem yderpolerne finder vi pigge på brændenælder, myggens snabel, biens brod, pindsvinets pigge og så videre og så videre.
Nu viser ny dansk forskning, at uanset om piggene sidder på en virus, en myg, en narhval eller andre organismer, følger de præcis samme matematiske regler: Forholdet mellem piggens længde, tykkelse ved basen, materialets elasticitet og friktion er nemlig altid opbygget efter samme formel. Det skriver Videnskab.dk.
Formlen er ingeniørtegningen for designet af den optimale pig i forhold til styrke og materialeforbrug, og naturen har brugt milliarder af år på at finde frem til den.
Danske forskere har brugt et par år.
»Det overraskende nye er, at alle pigge i naturen er designet på samme måde, og faktisk følger menneskeskabte ’stikkere’ som lanser, kanyler og søm den samme formel,« fortæller manden bag det nye forskningsresultat, lektor Kaare Jensen fra DTU Fysik ved Danmarks Tekniske Universitet (DTU).
Forskningen, der er støttet af Villum Fonden, er netop publiceret i tidsskriftet Nature Physics.
»Det er et fedt stykke forskningsarbejde,« siger lektor Henrik Birkedal fra Institut for Kemi og iNANO ved Aarhus Universitet, da Videnskab.dk ringer til ham for at få en kommentar til det nye studie.
Henrik Birkedal har ikke noget med studiet at gøre, men forsker selv i, hvordan ingeniører kan skele til naturen for at optimere forskellige produkter og designs.
Han undersøger blandt andet, hvordan man ud af muslingers skæg kan lave superlim til at lime sår sammen.
Kan lave bedre kanyler
Forskeren fra Aarhus synes, at studiet er specielt spændende, fordi det peger på, hvordan biologiske systemer er designet til at bruge minimale mængder materiale til at lave pigge, der ikke knækker.
»Det giver nogle retningslinjer for, hvordan man eksempelvis kan tænke sig at designe mikro- og nanorobotter, der kan komme ind i den menneskelige krop og eksempelvis være udstyret med mere solide kanyler, der afleverer medicin over tid,« siger Henrik Birkedal.
Læs også: Coronavirus: Alt om udviklingen, symptomer og behandling
I forskningsarbejdet har Kaare Jensen sammen med sine kollegaer undersøgt forholdet mellem 200 forskellige pigges længde og deres diameter ved basen, altså der hvor piggen sidder fat på dyret/organismen.
De mange data har forskerne fået fra dels den videnskabelige litteratur og dels fra egne eksperimenter.
Forskerne har også inkluderet data for det materiale, som piggene er designet af.
Kaare Jensen har allerede selv benyttet sin formel til at designe bedre kanyler til laboratoriet.
Han er planteforsker og skal ofte stikke små kanyler ind i planteceller, og her har han tit oplevet, at kanylerne knækker.
Læs også: Kvinder på p-piller havde mere kærlighedshormon - og det er ikke en god ting
Det er standard, at forskere selv laver deres kanyler ved at varme små glaspipetter op og trække i dem, til de har den længde og tykkelse, som forskerne skal bruge.
Nu ved forskerne, hvordan de skal lave kanylerne, sådan at risikoen, for at de knækker, er mindst mulig.
»Mange gange vil man gerne optimere hverdagsprodukter, men man tænker måske ikke over, hvorfor tingene ser ud, som de gør. Her viser vi, hvordan stikkere skal se ud, for at de fungerer bedst muligt, og den formel kan andre benyttes sig af. Det er ikke noget, som vi har taget patent på,« siger Kaare Jensen.