中国科学家首次发现大熊猫牙齿实现自修复机制

2019-01-21 10:35 来源:

  牙齿是动物天生的进攻防卫武器和咀嚼食物的工具。大熊猫是动物界中牙尖齿利的典型代表,其99%的食物是竹子,坚固强悍的牙齿是大熊猫啃食竹子的利器。

  近日,中国科学院金属研究所材料疲劳与断裂实验室刘增乾博士带领研究团队研究发现,作为典型的自然武器材料,大熊猫牙釉质能够在发生变形与损伤后在微纳米尺度进行显著的自动恢复,这主要得益于其高密度的富含有机质的微观界面和巧妙的组织结构设计,即组成牙釉质的无机矿物单元在微纳米尺度均沿咬合方向规则排列,而矿物之间的界面以天然有机质填充。牙釉质的变形、损伤与自动恢复微观上都是以界面为媒介实现的,水分子能够对自修复效应起到显著的促进作用,这主要归因于牙釉质界面中的天然有机质在水合条件下会发生溶胀、高分子链柔性提高、玻璃化转变温度降低等转变。

  目前,该研究组正致力于利用上述原则设计研发新型的仿生材料,并且在人牙匹配型仿生复合义齿材料、高强高导电接触材料等方面取得了新进展,有望显著提升材料的性能和使用效果,更好地满足实际应用需求。

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中国科学家首次发现大熊猫牙齿实现自修复机制

 责任编辑:姚琳 2019/01/21

  牙齿是动物天生的进攻防卫武器和咀嚼食物的工具。大熊猫是动物界中牙尖齿利的典型代表,其99%的食物是竹子,坚固强悍的牙齿是大熊猫啃食竹子的利器。

  近日,中国科学院金属研究所材料疲劳与断裂实验室刘增乾博士带领研究团队研究发现,作为典型的自然武器材料,大熊猫牙釉质能够在发生变形与损伤后在微纳米尺度进行显著的自动恢复,这主要得益于其高密度的富含有机质的微观界面和巧妙的组织结构设计,即组成牙釉质的无机矿物单元在微纳米尺度均沿咬合方向规则排列,而矿物之间的界面以天然有机质填充。牙釉质的变形、损伤与自动恢复微观上都是以界面为媒介实现的,水分子能够对自修复效应起到显著的促进作用,这主要归因于牙釉质界面中的天然有机质在水合条件下会发生溶胀、高分子链柔性提高、玻璃化转变温度降低等转变。

  目前,该研究组正致力于利用上述原则设计研发新型的仿生材料,并且在人牙匹配型仿生复合义齿材料、高强高导电接触材料等方面取得了新进展,有望显著提升材料的性能和使用效果,更好地满足实际应用需求。

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