海膽牙齒永葆鋒利的奧秘一直為科學家所著迷。
早在公元前343年,古希臘自然學家和哲學家亞里士多德就曾寫過有關海膽的書籍。
美國科學家終于將謎底揭開。他們發(fā)現,海膽牙齒中堅硬晶體間較軟的有機物質是牙齒“自我打磨”并永葆鋒利的關鍵。這種工作機理或許有助研制具有自我打磨功能的刀具。
永葆鋒利
海膽是一種常見海洋生物,廣泛分布在世界各地海域中。它們以藻類和海洋小生物為食,喜歡棲息在海藻豐富的巖石縫以及堅硬沙泥質的淺海地帶。
海膽利用口器*位置的五個白齒來磨碎石頭,為自己打造一個小巢穴以躲避海浪沖擊或敵人進攻。一直以來,海膽如何讓牙齒永遠處于鋒利狀態(tài)引起科學家的興趣。
“海膽的牙齒可以磨碎石頭,”英國《每日郵報》26日援引美國威斯康星-麥迪遜大學教授、此次研究負責人普帕·吉爾伯特的話報道,“但是它們能夠自我打磨,這比任何我們知道和使用的切割或打磨工具都要厲害。”
結構解析
吉爾伯特對海膽牙齒的研究開始于5年前。初衷源于一個非常簡單、孩子式的疑問:為什么海膽的牙齒總是那么鋒利?
為此他環(huán)游世界,尋找*的顯微鏡及其他科學儀器對海膽牙齒的結構進行觀察研究。研究團隊在過去6個月,用世界上復雜精密的顯微設備觀察海膽復雜的牙齒構造。
海膽牙齒顯微結構顯示,兩種不同形式的方解石晶體層組成了牙齒的主要部分,兩層相錯交叉分布,由一種更堅硬的方解石膠結物相連。牙齒依靠不斷地用新的鋒利的刃面晶體來替換鈍掉的部分,以時刻保持鋒利狀態(tài)。達到這一目的的關鍵,是散綴在牙齒中相對較軟的有機物質層。
自我打磨
“有機物質層是整個鏈條中的薄弱環(huán)節(jié),”吉爾伯特說,“海膽牙齒中有一些事先確定好的斷點,跟打孔紙的原理相似,硬晶體會在這些斷點脫落。”
堅硬層一旦變鈍,就會在這些薄弱的斷點自然脫落,新的鋒利的晶體層就會暴露出來,從而保證海膽牙齒永遠處于鋒利狀態(tài),就像指甲不停生長一樣。
研究成果由新一期《美國化學學會雜志》雙周刊發(fā)表。
“現在我們已經知道了它的工作機理,”吉爾伯特說,“利用這些知識可以開發(fā)在使用過程中能夠進行自我打磨的工具。”
“海膽牙齒的工作機理是關鍵。形狀上設計到位,再應用類似機理,具有自我打磨功能的刀具,理論上可以研制出來,”吉爾伯特說。
來源:*
早在公元前343年,古希臘自然學家和哲學家亞里士多德就曾寫過有關海膽的書籍。
美國科學家終于將謎底揭開。他們發(fā)現,海膽牙齒中堅硬晶體間較軟的有機物質是牙齒“自我打磨”并永葆鋒利的關鍵。這種工作機理或許有助研制具有自我打磨功能的刀具。
永葆鋒利
海膽是一種常見海洋生物,廣泛分布在世界各地海域中。它們以藻類和海洋小生物為食,喜歡棲息在海藻豐富的巖石縫以及堅硬沙泥質的淺海地帶。
海膽利用口器*位置的五個白齒來磨碎石頭,為自己打造一個小巢穴以躲避海浪沖擊或敵人進攻。一直以來,海膽如何讓牙齒永遠處于鋒利狀態(tài)引起科學家的興趣。
“海膽的牙齒可以磨碎石頭,”英國《每日郵報》26日援引美國威斯康星-麥迪遜大學教授、此次研究負責人普帕·吉爾伯特的話報道,“但是它們能夠自我打磨,這比任何我們知道和使用的切割或打磨工具都要厲害。”
結構解析
吉爾伯特對海膽牙齒的研究開始于5年前。初衷源于一個非常簡單、孩子式的疑問:為什么海膽的牙齒總是那么鋒利?
為此他環(huán)游世界,尋找*的顯微鏡及其他科學儀器對海膽牙齒的結構進行觀察研究。研究團隊在過去6個月,用世界上復雜精密的顯微設備觀察海膽復雜的牙齒構造。
海膽牙齒顯微結構顯示,兩種不同形式的方解石晶體層組成了牙齒的主要部分,兩層相錯交叉分布,由一種更堅硬的方解石膠結物相連。牙齒依靠不斷地用新的鋒利的刃面晶體來替換鈍掉的部分,以時刻保持鋒利狀態(tài)。達到這一目的的關鍵,是散綴在牙齒中相對較軟的有機物質層。
自我打磨
“有機物質層是整個鏈條中的薄弱環(huán)節(jié),”吉爾伯特說,“海膽牙齒中有一些事先確定好的斷點,跟打孔紙的原理相似,硬晶體會在這些斷點脫落。”
堅硬層一旦變鈍,就會在這些薄弱的斷點自然脫落,新的鋒利的晶體層就會暴露出來,從而保證海膽牙齒永遠處于鋒利狀態(tài),就像指甲不停生長一樣。
研究成果由新一期《美國化學學會雜志》雙周刊發(fā)表。
“現在我們已經知道了它的工作機理,”吉爾伯特說,“利用這些知識可以開發(fā)在使用過程中能夠進行自我打磨的工具。”
“海膽牙齒的工作機理是關鍵。形狀上設計到位,再應用類似機理,具有自我打磨功能的刀具,理論上可以研制出來,”吉爾伯特說。
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