Choco - Cuttlebone
Choco , também conhecido como osso de choco , é uma estrutura interna dura e quebradiça (uma concha interna) encontrada em todos os membros da família Sepiidae , comumente conhecido como choco , dentro dos cefalópodes . Em outras famílias de cefalópodes, é denominado gládio .
O choco é composto principalmente por aragonita . É uma cápsula cheia de gás com câmara usada para controle de flutuabilidade ; seu sifúnculo é altamente modificado e fica no lado ventral da concha. A estrutura microscópica do osso de choco consiste em camadas estreitas conectadas por numerosos pilares verticais.
Dependendo da espécie, os chocos implodem a uma profundidade de 200 a 600 metros (660 a 1.970 pés) . Devido a esta limitação, a maioria das espécies de chocos vivem no fundo do mar em águas rasas, geralmente na plataforma continental .
O maior choco pertence ao Sepia apama , o choco gigante australiano, que vive entre a superfície e uma profundidade máxima de 100 metros.
Usos humanos
No passado, os chocos eram moídos para fazer pó de polimento, que era usado pelos ourives . O pó também era adicionado à pasta de dente e era usado como antiácido para fins medicinais ou como absorvente . Eles também foram usados como um meio de escultura artística durante os séculos XIX e XX.
Hoje, os chocos são comumente usados como suplementos dietéticos ricos em cálcio para pássaros enjaulados , chinchilas , caranguejos eremitas , répteis , camarões e caracóis . Não se destinam ao consumo humano.
Produção de limão
Por ser uma matéria-prima biogênica rica em carbonato, o choco tem potencial para ser usado na produção de cal calcítica .
Fabricação de joias
Como o cuttlebone é capaz de resistir a altas temperaturas e é facilmente esculpido, ele serve como material de moldagem para pequenas peças fundidas de metal para a criação de joias e pequenos objetos esculturais.
Também pode ser utilizado no processo de fundição do estanho, como molde.
Estrutura interna
A microestrutura do cuttlebone consiste em dois componentes, septos horizontais e pilares verticais. Ambos os componentes são compostos predominantemente por aragonita . Os septos horizontais dividem o cuttlebone em câmaras separadas. Estas câmaras são sustentadas por pilares verticais de estrutura ondulada (ou “ondulada”). A espessura desses pilares varia de espécie para espécie, mas normalmente têm alguns mícrons de espessura. Os septos horizontais são normalmente mais espessos do que os pilares verticais e consistem em uma estrutura de camada dupla. A camada superior dos septos e paredes consiste em cristais alinhados verticalmente, enquanto a subcamada inferior consiste em nanobastões girados um em relação ao outro para formar uma estrutura de " compensado ". No geral, esta microestrutura em câmara resulta no cuttlebone com uma porosidade superior a 90% em volume.
- Visualização 3D de um osso de osso sépia por micro tomografia computadorizada industrial
Visualização 3D de parte de um osso de boi em baixa resolução.
Visão geral de uma peça em alta resolução, cerca de 5 µm / voxel.
Maior ampliação.
Visão detalhada em ampliação muito alta. A espessura da parede das estruturas verticais é de cerca de 10 µm.
- Voo através das pilhas de imagens tomográficas correspondentes
Voo através da pilha de imagens µCT correspondente, direção da seção de cerca de 30 °, vista lateral.
Voo através da pilha de imagens µCT correspondente, direção da seção de cerca de 30 °, vista superior.
Voo através da pilha de imagens alinhadas, vista lateral.
Voo através da pilha de imagens alinhadas, vista superior.
Voo através da pilha de imagens alinhadas, vista superior, seção ampliada.
Propriedades mecânicas
| Parte de uma série relacionada a |
| Biomineralização |
|---|
 |
O cuttlebone foi estudado extensivamente devido à sua capacidade de ser simultaneamente leve, rígido e tolerante a danos. Essa combinação de propriedades mecânicas levou à pesquisa de espumas cerâmicas biomiméticas inspiradas em cuttlebone . Além disso, devido às suas propriedades mecânicas, o cuttlebone tem sido usado como andaime em supercondutores e aplicações de engenharia de tecidos . O peso leve do choco deriva de sua alta porosidade (mais de 90% em volume). A rigidez do cuttlebone decorre da composição da estrutura em câmaras de aproximadamente 95% de aragonita (um material rígido) e 5% de material orgânico . Uma vez que a rigidez de um compósito será dominada pelo material com a maior fração de volume, o cuttlebone também é rígido. A rigidez específica do osso de boi em uma espécie foi medida em até 8,4 [(MN) m / kg]. A propriedade mais intrigante do cuttlebone é sua capacidade de tolerar danos, visto que a aragonita é um material quebradiço . A alta tolerância a danos pode ser associada à microestrutura exclusiva do cuttlebone .
Processo de Deformação
Devido ao estilo de vida marinho do choco, o choco deve ser capaz de suportar grandes forças de compressão da água e, ao mesmo tempo, evitar quebra repentina por fragilidade . O osso de boi de algumas espécies sob compressão demonstrou uma energia específica equivalente a algumas espumas avançadas feitas de materiais mais compatíveis, como metais e polímeros . A alta absorção de energia é resultado de vários fatores.
A quebra do cuttlebone ocorre em três estágios distintos: formação local de trincas, expansão de trincas e densificação. A formação de fissuras ocorre tipicamente no meio das paredes verticais da estrutura compartimentada do cuttlebone. A localização da formação de fissuras é controlada pela ondulação da estrutura ondulada das paredes. A ondulação das paredes no cuttlebone proporciona um equilíbrio otimizado entre rigidez e fragilidade da estrutura geral. Essa estrutura ondulada inibe a propagação de trincas, aumentando a entrada de energia necessária para a falha. Após danos suficientes nas paredes do osso de boi, ocorre um processo conhecido como densificação, pelo qual as paredes se compactam gradualmente enquanto a fratura continua. Uma energia significativa é dissipada na fissuração contínua das paredes enquanto ocorre a densificação. Também foi observado que, sob tensões compressivas, as câmaras em camadas horizontais do osso de boi vão falhar sequencialmente. Enquanto uma câmara está passando por fratura e densificação, as outras câmaras não se deformarão até que o septo entre as câmaras seja penetrado. O septo é significativamente mais forte do que as paredes verticais devido à sua estrutura de “ compensado ”, aumentando ainda mais a energia total necessária para a falha estrutural completa do cuttlebone.
Veja também
Notas de rodapé
Referências
- Neige, P. (2003). "Combinando disparidade com diversidade para estudar o padrão biogeográfico de Sepiidae" (PDF) . Berliner Paläobiologische Abhandlungen . 3 : 189–197.