牙齿:多条裂痕比一条裂痕好
多条裂痕共同承担压力(上图);压力过大时,牙齿出现长裂痕(下图)
压力下出现裂痕的人类牙齿(上)和海獭牙齿(下)
哺乳动物的珐琅质像玻璃一样脆弱,但牙齿能够耐受220磅的重量。现在一个由材料学家和人类学家组成的团队报道了,牙齿珐琅质的结构是如何使得牙齿可以耐受长时间的咀嚼强度的。
位于马里兰州盖士堡城的国家标准与技术研究所的Brian Lawn 领导的研究人员利用压力和影像技术观察人和海獭在胁迫下的磨牙行为。
珐琅质的像篮子那样交编而成的,并由一层蛋白质为主的胶体密封。毛绒,即很多小裂缝,由内向外地出现在珐琅质中。当严重的压力加在牙齿上时,若干条毛绒的长度就可能增加。这个研究小组在4月13日的的PNAS网络版上报道了这一成果。
在压力下,一枚牙齿会沿着较为脆弱的位面或簇——随着牙齿的生长形成于珐琅质中——产生裂纹。而复杂的簇网络能够有助于分散这些压力,同时防止任何一条裂缝长得过大。Brian Lawn 说,毛绒使得牙齿以一个整体耐受压力,结果珐琅质更像混凝土,而不像玻璃。
当研究人员将牙齿浸泡在水中达一周之久从而模拟湿润的口腔环境后,这些牙齿上的裂缝被富含蛋白质的液体所填满。这种像胶水一样的物质有助于稳固裂缝,防止更大的损伤,从而保证牙齿能够在未来几十年的使用中依然坚固。
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PNAS发表论文摘要(英文)



