持續(xù)保持鋒利的海膽牙齒

持續(xù)保持鋒利的海膽牙齒

海膽 抗磨損 透射電子顯微鏡

研究人員近期在《物質(zhì)》上發(fā)表了一份報告，描述了研究人員通過電子顯微鏡觀察到一種粉紅色海膽是如何磨礪它的五顆有單獨下顎的牙齒，使其具有抗磨性。

這種海膽的牙齒不僅僅只是普通的抗磨損，而是一種有助于保護鋒利邊緣的方式形成的。這些研究人員將這種牙齒比作一把能夠自己選擇性的去除刀刃上的材料的刀。這一發(fā)現(xiàn)可能會帶來適用于各種應(yīng)用場景的新型合成材料。

這項論文通訊作者、美國西北大學(xué)的Horacio Espinosa說：“牙齒外層的物質(zhì)表現(xiàn)出了明顯復(fù)雜的可塑性和損傷性，這種行為為了保持牙齒的鋒利而控制著牙齒的切削”。但是為了彌補外層物質(zhì)的損失，海膽會在一生中不斷地生長牙齒。

此前就有研究人員提出海膽的牙齒可能具有自銳機制，但不清楚它們是如何選擇性的切除牙齒的一部分以保持其鋒利的，因為通過透射電子顯微鏡能發(fā)現(xiàn)他們的牙齒具有明顯易碎的陶瓷成分。

在新的這項研究中，Espinosa和同事們結(jié)合了復(fù)雜的機械測試和透射電子顯微鏡，觀察了海膽牙齒的磨損情況。研究發(fā)現(xiàn)，牙齒由精準方式排列的陶瓷復(fù)合材料組成。在牙齒的凸側(cè)，方解石提供完整的結(jié)構(gòu)。這種纖維狀的復(fù)合材料轉(zhuǎn)變成了另一種由牙齒凸起一側(cè)的斜方解石板構(gòu)成的復(fù)合材料。為了保持鋒利，方解石板會在牙齒磨損時自動脫落。

這些發(fā)現(xiàn)確實為研究海膽提供了非常有趣的視角，但Espinosa的主要目的還是為了研究自然與合成納米材料。這些新發(fā)現(xiàn)將有助于指導(dǎo)微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料成分選擇，也許可以為一系列的切削、磨削和鏜孔應(yīng)用工具的設(shè)計提供指導(dǎo)。

鑠思百檢測提供透射電子顯微鏡等相關(guān)測試。