PARTNERZY PORTALU
partner portalu partner portalu partner portalu

Skopiowali szkliwo zębów! To będzie hit w awionice i nie tylko.

kan
07-03-2017, 10:15
Skopiowali szkliwo zębów! To będzie hit w awionice i nie tylko. Powstało syntetyczne szkliwo, trwają badania nad możliwościami jego wykorzystania (fot. pixabay)
Naukowcy z University of Michigan opracowali  materiał wzorowany na szkliwie zębów, zapowiadają, że będzie idealnie nadawał się do produkcji sprzętu lotniczego - na przykład pokładowych komputerów.

Wibracje, które występują podczas lotu w samolocie, mogą powodować pęknięcia i szybkie "starzenie" się sztywnych konstrukcji. Większość materiałów, które dobrze absorbują wibracje jest zbyt miękka, natomiast te, które są odpowiednio twarde - szybko pękają. By stworzyć  sztywny materiał odporny na wibracje, naukowcy z University of Michigan szukali inspiracji w przyrodzie. Anlizowali tkanki  pochodzenia zwierzęcego, które są stale narażone na urazy mechaniczne – kości, muszle, zęby i pancerze żółwi.  

Struktury te różnią się w zależności od gatunku, a także okresu geologicznego, w którym powstały. W tę regułę nie wpisuje się szkliwo zębów.  Podczas badania pod mikroskopem elektronowym okazało się, że szkliwo ma podobną strukturę, niezależnie od tego czy pokrywa zęby tyranozaura,  współcześnie żyjącego morsa i czy jednego z naukowców, który na potrzeby eksperymentu poświęcił własne ósemki.

- To zupełne przeciwieństwo wszystkich innych tkanek, które podlegały intensywnemu procesowi ewolucji,  zmieniając swoją strukturę – komentował to odkrycie  Nicholas Kotov profesor materiałoznawstwa. Najwyraźniej szkliwo perfekcyjnie sprawdzało się pod względem funkcjonalnym. Co ważne - szkliwo pokrywające zęby,  w odróżnieniu od kości, które mogą się regenerować,  musi wystarczyć na całe życie i wytrwać stale powtarzane urazy mechaniczne i wibracje bez pękania. Skoro spełniają swoją funkcję dobrze, nie było  potrzeby jego udoskonalania i na przestrzeni dziejów było jedynie kopiowane. 

Kluczem do sukcesu jest jego struktura: szkliwo zbudowane jest z pryzmatów hydroksyapatytowych i istoty międzypryzmatycznej. Pryzmaty to wąskie, bardzo wydłużone strukturalne podjednostki szkliwa. Ich szerokość wynosi ok. 5 um,  Przebiegają przez całą grubość szkliwa. Między pryzmatami występuje istota międzypryzmatyczna, równie silnie zmineralizowana, ale tu kryształy leżą pod kątem do kryształów pryzmatycznych. 

Przyczynę, dla której ta struktura jest tak świetna w absorbowaniu wibracji Kotov wyjaśnia następująco: sztywne kolumny w nanoskali uginają się pod wpływem nacisku mechanicznego i powstaje intensywne tarcie między kolumnami a polimerem otaczającym kolumny. Duża powierzchni styku sprawia, że dochodzi do znacznego rozpraszania energii, która mogłaby w innym wypadku prowadzić do uszkodzeń.

Naukowcy wyprodukowali prototyp sztucznego szkliwa. Warstwy kolumnowych nanokompozytów zbudowanych z tlenku cynku występują naprzemiennie z polimerem, 40 takich warstw składa się na jedną tysięczną część milimetra struktury naśladującej naturalne szkliwo.

Pod względem wytrzymałości dorównuje ono naturalnemu. – Sztuczne szkliwo jest lepsze niż wszystkie dostępne obecnie materiały (te znajdujące się w produkcji lub eksperymentalne), które stosuje się do tłumienia wibracji – mówi prof. Nicholas Kotov. Ponadto jest  lżejsze i być może także tańsze. 

Wyniki badań opublikował tygodnik Nature.

Więcej: nature.com

Podobał się artykuł? Podziel się!
SŁOWA KLUCZOWE
szkliwo   badania naukowe  

POLECAMY W SERWISACH

Drodzy Użytkownicy!

W związku z odwiedzaniem naszych serwisów internetowych przetwarzamy Twój adres IP, pliki cookies i podobne dane nt. aktywności lub urządzeń użytkownika. Jeżeli dane te pozwalają zidentyfikować Twoją tożsamość, wówczas będą traktowane jako dane osobowe zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady 2016/679 (RODO).

Administratora tych danych, cele i podstawy przetwarzania oraz inne informacje wymagane przez RODO znajdziesz w Polityce Prywatności pod tym linkiem.

Jeżeli korzystasz także z innych usług dostępnych za pośrednictwem naszych serwisów, przetwarzamy też Twoje dane osobowe podane przy zakładaniu konta, rejestracji na eventy, zamawianiu prenumeraty, newslettera, alertów oraz usług online (w tym Strefy Premium, raportów, rankingów lub licencji na przedruki).

Administratorów tych danych osobowych, cele i podstawy przetwarzania oraz inne informacje wymagane przez RODO znajdziesz również w Polityce Prywatności pod tym linkiem. Dane zbierane na potrzeby różnych usług mogą być przetwarzane w różnych celach, na różnych podstawach oraz przez różnych administratorów danych.

Pamiętaj, że w związku z przetwarzaniem danych osobowych przysługuje Ci szereg gwarancji i praw, a przede wszystkim prawo do sprzeciwu wobec przetwarzania Twoich danych. Prawa te będą przez nas bezwzględnie przestrzegane. Jeżeli więc nie zgadzasz się z naszą oceną niezbędności przetwarzania Twoich danych lub masz inne zastrzeżenia w tym zakresie, koniecznie zgłoś sprzeciw lub prześlij nam swoje zastrzeżenia pod adres odo@ptwp.pl.

Zarząd PTWP-ONLINE Sp. z o.o.