イカの骨

コウイカの骨とも呼ばれるイカの甲は、頭足動物のうち、一般にコウイカとして知られるイカ科のすべての種に見られる硬くて脆い内部構造（内殻）です。他の頭足動物の科では、グラディウスと呼ばれています。

イカの甲は主にアラゴナイトでできています。これは浮力を制御するために気体や液体を充填できる空洞構造です。イカの甲の腹側（底側）には高度に変形した管節があり、これがイカの甲に気体や液体を充填する器官です。^[2]イカの甲の微細構造は、多数の直立した柱でつながれた狭い層で構成されています。

種によって異なりますが、コウイカの骨は水深200～600メートル（660～1,970フィート）で内側に押し込まれます。この制限のため、ほとんどのコウイカの種は海底の浅瀬、通常は大陸棚に生息しています。^[3]

イカが死ぬと、イカの骨だけが残り、海岸に打ち上げられることが多いです。

昔、イカの甲は磨粉を作るために粉砕され、金細工師によって使用されていました。^{[4]この粉末は}歯磨き粉にも加えられ、^[5]薬用の制酸剤として使用されました。 ^[4]または吸収剤として使用されました。19世紀^{[6] [7]}から20世紀にかけては、芸術的な彫刻の媒体としても使用されました。 ^{[8] [9] [10] [11] [12]}

現在、イカの甲は、ケージに入れられた鳥、チンチラ、ヤドカリ、爬虫類、エビ、カタツムリのカルシウム豊富な栄養補助食品として一般的に使用されています。これらは人間の食用を目的としたものではありません。^{[13] [14]}

炭酸塩を豊富に含む生体原料として、イカの甲は方解石灰の生産に利用できる可能性がある。^[15]

イカの甲は高温に耐えることができ、彫刻も容易であるため、宝飾品や小さな彫刻作品を作るための小さな金属鋳造の型を作る材料として使用されます。^[a]

ピューター鋳造の工程で型として使用することもできます。

イカの甲羅の微細構造は、水平隔壁と垂直柱の 2 つの要素から構成されています。どちらの要素も、主にアラゴナイトで構成されています。^[16]水平隔壁はイカの甲羅を別々の部屋に分割します。これらの部屋は、波形 (または「波状」) 構造の垂直柱によって支えられています。^[16]これらの柱の厚さは種によって異なりますが、通常は数ミクロンです。^{[16] [17]}水平隔壁は通常、垂直柱よりも厚く、2 層構造になっています。隔壁の上層と壁は垂直に整列した結晶で構成され、下層は互いに回転して「合板」構造を形成するナノロッドで構成されています。 [17]全体として、この部屋のある微細構造により、イカの甲羅の多孔率は体積比で 90% を超えます。^{[17 ]}

• 工業用マイクロコンピュータ断層撮影によるセピア色のイカの3D可視化
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  低解像度でのイカの甲の一部の 3D ビュー。
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  約 5 μm/ボクセルの高解像度での部品の概要。
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  より高い倍率。
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  非常に高倍率で撮影した詳細図。垂直構造の壁の厚さは約 10 μm です。

• 対応する断層画像スタックを飛行する
• 対応する μCT 画像スタックを飛行し、断面方向は約 30°、側面図です。
• 対応する μCT 画像スタックを飛行、断面方向約 30°、上面図。
• 整列した画像スタックを横から飛行します。
• 整列した画像スタックを上から見た図。
• 整列した画像スタック、上面図、拡大セクションを飛行します。

イカの甲は軽量で硬く、損傷に強いという特徴を同時に備えているため、広く研究されてきました。この機械的特性の組み合わせから、イカの甲にヒントを得た生体模倣 セラミックフォームの研究が進められています。^[18]さらに、その機械的特性のため、イカの甲は超伝導体の足場として使用され^[19]、組織工学にも応用されています。^[20]イカの甲が軽いのは、その高い多孔性（体積比90%以上）によるものです。 [ ^17]イカの甲の剛性は、約95%のアラゴナイト（硬い材料）と5%の有機材料からなるチャンバー構造に起因しています。^[17]複合材料の剛性は体積分率の最も大きい材料によって左右されるため、イカの甲も硬いです。ある種のイカの甲の比剛性は、8.4 [(MN)m/kg] と測定されました。^{[17]イカの甲の最も興味深い特性は、アラゴナイトが}脆い物質であるにもかかわらず、損傷に耐える能力があることです。損傷に対する高い耐性は、イカの甲の独特の微細構造に関連していると考えられます。^[18]

イカは海洋で生活するため、イカの骨は水中からの大きな圧縮力に耐えると同時に突然の脆性 破壊を回避できなければなりません。圧縮されたイカの骨の中には、金属やポリマーなどのより柔軟な材料で作られた先進的なフォームと同等の比エネルギーを示す種もあります。^[17]高いエネルギー吸収はいくつかの要因の結果です。

甲羅の破壊は、局所的な亀裂形成、亀裂の拡大、および緻密化という3つの異なる段階で起こる。^[17]亀裂形成は通常、甲羅の空洞構造の垂直壁の中央で起こる。^[17]亀裂形成の位置は、壁の波形構造の波状性によって制御される。甲羅の壁の波状性は、構造全体の剛性と脆さの間の最適なバランスを提供する。^[18]この波状構造は亀裂の伝播を抑制し、破壊に必要なエネルギー入力を増加させる。甲羅の壁に十分な損傷が発生すると、緻密化と呼ばれるプロセスが発生し、壁が徐々に圧縮されながら破壊が続く。^[17]緻密化が起こっている間、壁の継続的な亀裂にかなりのエネルギーが散逸する。また、圧縮応力下では、甲羅の水平に層状に重なった空洞が順次破壊することが観察されている。一つの部屋が破壊され、緻密化している間、他の部屋は部屋間の隔壁が貫通されるまで変形しません。 ^{[17]隔壁は「}合板」構造のため垂直壁よりもかなり強く、これによりイカの甲羅が完全に破壊されるために必要な総エネルギーがさらに増加し​​ます。

• アルゴナウト（動物）
• ベレムノイデア
• グラディウス（頭足動物）
• 軟体動物の殻
• ノーチラス

• ネージュ、P. (2003)。 「格差と多様性を組み合わせてセピ科の生物地理的パターンを研究する」(PDF)。ベルリン パレオビオロジッシェ アブハンドルンゲン。3 : 189–197。

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