对于鹦哥鱼牙齿的研究或将开启生物材料研发的新思路

作者:河马医生    来源:世界牙科论坛

尽管人类的科技进步正在经历全所未有的高速发展,大自然的强大力量仍然是人类科技无可逾越的鸿沟,鹦哥鱼的牙齿便是其中之一。通过其高硬度、高耐磨性的牙齿,鹦哥鱼甚至可以咬动坚硬的石珊瑚。为了探究其中的奥秘,美国研究人员分析了鹦哥鱼牙齿的成分。 

 鹦哥鱼牙齿

“鹦哥鱼的牙齿几乎是全能型牙齿的典型代表,在大自然界,几乎没有其他的动物拥有如此坚硬的牙齿。”来自美国加州劳伦斯伯克利国家实验室的Matthew Marcus博士如此来形容鹦哥鱼的牙齿。通过观察小鼻绿鹦嘴鱼(Chlorurus microrhinos,鹦哥鱼科的一个亚种)进食,研究人员发现其拥有两排牙齿,小鼻绿鹦嘴鱼分别用这两排牙齿来咬食和咀嚼坚硬的珊瑚。 为了找出小鼻绿鹦嘴鱼“好牙口”的奥秘,研究人员通过纳米压痕技术探究了小鼻绿鹦嘴鱼牙齿的物理属性;之后,他们又通过电子扫描显微镜能量分散X光分析以及电子探针显微分析等技术对于牙齿进行了进一步化学分析。 

 鹦哥鱼牙齿

根据研究人员在nanotechweb.org发表的分析结果,牙齿构成当中的晶体排序造就了小鼻绿鹦嘴鱼如此好的“牙口”:这些釉质纳米晶体像针织物中的经纬线一般交织在一起,构成捆绑结构。通过这种结构,这些晶体从牙齿根部的5μm向尖端方向逐渐缩小,并最终缩小到2μm。Marcus博士表示,正是由于这种交错排列与精细的纳米结构赋予了小鼻绿鹦嘴鱼如此坚固的牙齿。 

Marcus博士进一步表示,在自然界,生物为了能够在严峻地生活环境中生存下来,必须进化出十分复杂地生理构造;然而,人工合成的材料却普遍没有这种优势,即“我们使用高尖技术来制造构造简易的材料”。 研究人员表示,这项研究将会为未来的仿生材料研发开启新的思路,尤其在人体骨骼以及牙齿仿生材料的研究方面,我们应当更多地在自然界寻找参照物。 

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