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Headline版 - 你身体的这个部位,强大到可以帮美国人造飞机
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在灾难性大片中,恐龙承载了人类对远古时代生物的所有恐惧。它们以其独特的身形,庞大的体积,狰狞的面孔,成为人类产生恐惧幻想的寄托物种。一张嘴就能吞下一辆车,连嚼带咽不过几分钟。
这样的獠牙,已经够瘆人。
如果你能变异出一副恐龙的牙齿,那么你可能马上就会被X战警召唤走。
不过,最新科学研究表明,你的牙齿和远古时代恐龙的牙齿在构造上其实没有什么两样,除了体积缩水外。所以,要变异成恐龙牙齿的话,你只要想办法把你的牙齿变粗变壮就好了。
在国际顶级期刊杂志上,密歇根大学科托夫(Kotov)实验室的科学家科托夫刊登了他的研究发现。他通过测试和对比牙釉质的组成以及所含的元素,发现从远古至今,尽管地球上的物种在进化,但是它们的牙釉质的核心结构并没有太大的变化。
牙釉质,也称为珐琅质,是牙冠外层的白色半透明的钙化程度最高的坚硬组织。如果牙釉质没有太大变化的话,就意味从古至今,牙齿具有着惊人的稳定性。
确实,你可以想想,你的牙齿得多么强壮才能够在食物中收缩自如和并将其撕裂,并且还要忍受着一个人几十年如一日地胡吃海喝,更没有像其它的“假冒伪劣”产品一样,因质量不好而散架。
沧海桑田,这么多年过去了,是什么让牙釉质如此特别呢?
显微镜下,牙釉质由硬陶瓷晶体的小柱组成,小柱周围环绕着软性有机蛋白质。当牙齿在咬东西时,压力施加在牙釉质晶体小柱上,使其产生弯曲。
在这个过程中,牙釉质上的陶瓷晶体与软性有机蛋白质发生摩擦,进一步增加软性有机蛋白质和晶体小柱之间的相互作用,扩散牙齿咀嚼食物的压力,从而减少外界压力给牙釉质带来的损伤。
这种机制使得牙釉质在经历千锤万炼之后,还能完好如初,在从古至今进化中,牙齿除了体积外,在结构上还是保持着惊人的稳定性。
美帝的科学家看到这个发现,联想到飞机上常有的摩擦和震动,于是脑洞大开,既然牙齿这么吊,寿命这么长,那么是不是可以用来造飞机??
于是,他们真的着手去研究了。
飞机在飞行过程中的振动环境非常残酷。来源于发动机的运作、外部气流以及飞机的机动飞行等的振动,会导致飞机刚性结构老化和破裂。这是什么概念呢?举个例子,曾经F/A-18E/F(俗称“超级大黄蜂”)战斗机就在试飞中,因为振动而导致翼尖脱落。这使得F/A-18E/F项目发展一度陷于停顿。
基于这个关于牙齿的研究,科托夫认为,可以在现有基础上造出更有弹性的飞机,抵抗各种震动,以延长飞机的寿命。
科托夫说,牙齿上的牙釉质能分解外部的压力,从而起到抵抗振动的作用。这和飞机飞行抗振动的原理相似。
科学家采用氧化锌纳米线的切片,和另外一种柔软的聚合材料,来替代非陶瓷晶体和软性有机蛋白质,以此模仿牙釉质结构。
结果,人工制作的牙釉质和真的牙釉质一样,有着相同的弹性特性。
研究人员说,人工牙釉质不仅更轻,它还能够承受金属在飞行过程中经历的持续振动、压力、膨胀和收缩,也能够尽量避免飞机在30,000英尺高空超时飞行而产生得微观裂纹,延长飞机使用寿命。
这也意味着,人造牙釉质有一天可能用于制造飞机机身或者汽车底盘,作为现有材料的替代品。
不仅如此,这些新材料也可以用于电子产品制造,尤其是制作飞机和火箭所需的电子芯片等。
人工牙釉质可以忍受极端的重力和振动,轻便且耐用,这些优点,可以说将现有材料都PK下去了。
不过,由于制作过程太精细太繁琐,所以现在并不能进行大规模生产。
至少目前来讲,人造牙釉质材料,那是相当耗时。
因为仅仅是在显微镜载玻片上做的一个小陶瓷状的结构样本,就需要叠加40层氧化锌纳米线。各层之间还要填充柔软的聚合物来隔开。最后,这个40层的样本只有千分之一毫米厚。
仅是这40层的小样本就需要这么多工序,那如果要制作庞大机身所需的材料,该是多麻烦的事,你可以伸出自己的小手手算算这需要多少年。这个问题可能和数完天上的星星需要多少年也没多大区别。
当然了,梦想总是要有的,这也只是人造牙釉质的第一步。随着时间的推移,制造的过程将被精炼。
未来,模仿你的牙釉质结构制成的飞机部件,可能品质更好,耐磨耐用。当它们陆陆续续从美国的上空飞向世界时,不知道,那时的你我会不会为了抵制某物,而拔了自己的牙齿。
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