La couche semblable à de l'émail est constituée de nanocristaux d'hydroxyapatite structurés de manière à empêcher la lumière de se disperser ou de se refléter sur la surface des dents. La couche de dentine est également structurée à sa manière. Il manque de canaux microscopiques appelés tubules dentinaires, qui donnent leur couleur aux dents des humains et des autres animaux. L'absence de tubules est également responsable de la transparence des dents de libellule.

"Typiquement, les dents ne sont pas nanostructurées. Et ils ont tendance à avoir des caractéristiques à micro-échelle telles que les tubules dentinaires. Du point de vue des matériaux, c'est vraiment intéressant de voir que les dents de dragonfish ont des architectures que l'on ne voit pas chez les autres, ", a déclaré Velasco-Hogan.

« Je trouve également fascinant de voir comment il existe des similitudes fondamentales entre les matériaux en laboratoire et dans la nature, " ajouta-t-elle. " Expérimentalement, on sait que le moyen de rendre un matériau transparent est de réduire sa taille de grain pour le rendre nanostructuré. Donc, voir que c'est aussi ainsi que la nature accomplit la transparence est un parallèle intéressant."

Travail d'équipe interdisciplinaire

Velasco-Hogan faisait partie d'une équipe interdisciplinaire de chercheurs qui ont été les premiers à étudier en détail les dents du poisson-dragon. Velasco-Hogan a imagé les dents, caractérisé leur transparence et étudié leurs propriétés mécaniques. Elle a travaillé sous la direction de Marc Meyers, professeur aux départements de nano-ingénierie et de génie mécanique et aérospatial de l'UC San Diego.

"Mon groupe est toujours à la recherche de nouveaux matériaux dans la nature à étudier, " dit Meyers, dont les recherches portent sur le biomimétisme. "Et les collaborations interdisciplinaires sont un élément clé de notre travail. Lorsque nous réunissons des scientifiques d'horizons différents, nous pouvons faire progresser les connaissances dans nos domaines d'une manière qu'un seul laboratoire ne pourrait pas faire seul."

Ils ont collaboré avec Dimitri Deheyn, un biologiste marin à la Scripps Institution of Oceanography de l'UC San Diego qui étudie la bioluminescence et le biomimétisme. Deheyn a suggéré l'idée de l'étude, collecté les spécimens, mené des expériences d'imagerie et caractérisé la transparence des dents.

" Tirer parti de l'ultime adaptation des organismes à des environnements spécifiques a toujours été un moteur d'innovation technologique, et le poisson-dragon ne fait pas exception à cela, " a déclaré Deheyn. " Il y a clairement encore une large inspiration à tirer du poisson-dragon et de la nature en général, et cette intersection entre la biologie et l'ingénierie à travers le biomimétisme est clairement une voie lucrative pour des innovations durables. »

L'équipe a également impliqué le laboratoire d'Eduard Arzt, Directeur de l'Institut Leibniz pour les nouveaux matériaux (INM) à Sarrebruck, Allemagne. Marcus Koch, qui est responsable de l'analyse physique à l'INM, analysé la nanostructure des dents avec un microscope électronique spécialisé. Birgit Nothdurft, un technicien de la Division d'Analyse Physique à l'INM, effectué une préparation hautement spécialisée des spécimens.