Conosciuto come il verme polichete, usa la punta della mascella per iniettare veleno letale. Il design della mascella, con un gradiente di materiali duri in punta collegati a tessuti più molli, dissipa la forza e previene gravi danni alla mascella. Il gradiente nelle proprietà meccaniche è correlato al numero di ioni metallici disponibili per l'incollaggio. Questo meccanismo ha ispirato un nuovo approccio per generare gradienti di rigidità nei polimeri prodotti dall'uomo. Attraverso un semplice processo, gli scienziati hanno controllato la densità degli ioni metallici lungo un campione. Il gradiente nelle interazioni degli ioni metallici ha creato un gradiente continuo nelle proprietà meccaniche che si estendeva su un cambiamento di rigidità di 200 volte, avvicinarsi a quello della biologia.

gradienti meccanici (cioè da duro a morbido) può prevenire danni da grandi forze. È difficile progettare materiali con grandi gradienti. Il campione ha l'intervallo continuo più ampio di materiali prodotti dall'uomo fino ad oggi. Poiché il materiale è realizzato utilizzando normali apparecchiature di laboratorio, potrebbe essere reso ampiamente disponibile per un'ampia gamma di usi. Tali materiali possono trovare impiego come parti più resistenti nei veicoli, batterie, e dispositivi di produzione di energia. Ulteriore, i risultati affrontano problemi di vecchia data nella progettazione e nella formazione di materiali polimerici resilienti.

I gradienti meccanici sono spesso impiegati in natura per prevenire danni da grandi forze creando una transizione graduale da materiali biologici forti a deboli. Questo processo consente agli organismi viventi di resistere a forze tremende. Lo stress sostenuto viene dissipato mentre viene trasferito dalle appendici esterne dure a quelle più deboli, facilmente danneggiato, tessuti molli interni. I mimi sintetici di queste strutture naturali sono altamente desiderati per migliorare la distribuzione delle sollecitazioni alle interfacce e ridurre la deformazione da contatto nei materiali prodotti dall'uomo. Gli attuali materiali sintetici a gradiente soffrono comunemente di transizioni non continue, gradienti relativamente piccoli nelle proprietà meccaniche, e difficili sintesi.

Gli scienziati dell'Università della California-Irvine hanno affrontato sia la progettazione che le sfide sintetiche prendendo ispirazione dal verme polichete. Il verme crea un gradiente meccanico che previene danni alla mascella durante il morso e l'iniezione di veleno. La mascella del verme impiega un sistema di un numero crescente di legami incrociati tra ioni metallici e proteine ​​in grado di legarsi selettivamente a quegli ioni. Nel nuovo materiale creato dall'uomo, zinco, rame, o ioni cobalto interagiscono in modo dinamico, modo non permanente con motivi che imitano la chimica delle proteine. I ligandi di legame sono legati in modo covalente ai polimeri e derivati ​​da frazioni a base di azoto (imidazoli). La misura in cui una regione specifica è rigida o morbida dipende dalla densità degli ioni metallici:una densità più elevata produce un materiale più rigido. La variazione di questa densità sulla lunghezza del materiale genera una gamma di proprietà meccaniche molto simile a quella presente nella mascella del verme.

Questo gradiente di ioni metallici è stato creato utilizzando un processo molto semplice. Un polimero è stato attaccato a un dispositivo che ha sollevato lentamente il polimero da una soluzione di sale metallico. Allo stesso tempo, soluzione metallica aggiuntiva è stata iniettata nella soluzione originale. Questa combinazione insieme alle interazioni dinamiche metallo-ligando è ciò che ha permesso di formare il gradiente continuo di ioni metallici lungo la lunghezza del materiale polimerico. La rigidità più elevata si è verificata alla fine che è rimasta più a lungo nella soluzione metallica e gradualmente è diminuita in un modo che è ben correlato con l'esposizione alla soluzione salina. L'estensione del gradiente più ampia e ben definita ha mostrato un aumento della rigidità di 230 volte. La grandezza di questa gamma ricorda da vicino quella vista nei becchi dei calamari, che è uno standard per molti materiali sfumati.

La correlazione tra concentrazione di metalli e gradienti meccanici indica che le interazioni metallo-imidazolo aumentano la resilienza. Questo semplice approccio potrebbe essere generalizzato per creare una varietà di materiali.