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牙齿这么健康,石鳖是用了什么牌子的牙膏?
来源:深圳贝壳红实业有限公司 时间:2019-02-13点击数:载入中...


关于石鳖,之前贝壳红也为大家推送过文章科普。资料中显示石鳖属于多板纲中原始类型的贝类,为什么这么说呢?因为据记载,石鳖在4亿年前就在海洋中生存了。



大多数石鳖貌不惊人,但它们却是科学家关注的焦点——因为它们的齿舌极其坚硬。


石鳖以附着在礁石上的藻类为食,它们能利用齿舌刮食藻类。因此它们的齿舌极其坚硬,可能已知由有机体合成的坚硬的材料了,仿佛金刚狼艾德曼的合金骨骼一般。


金刚狼(图片来源:哔哩哔哩)


美国伊利诺伊州埃文斯顿西北大学的生物工程师莱尔·戈登研究石鳖的齿舌抱有极大的热情,他希望找到石鳖形成如此坚硬的齿舌的原因。


为此,以戈登为首的研究小组对石鳖进行了多年研究,在这过程中甚至还动用了电子和医学设备里的氧化铁进行实验,期望能人工合成超级坚硬的材料。利用像磁铁矿(主要成分为氧化铁)这样的物质,要求超高温和高压环境以及强酸或者基准条件。


磁铁矿


“然而,这些几百万年历史的动物能够在良性的海洋环境里,利用它们吞食的藻类里的铁产生氧化铁,这是个非常了不起的过程。”戈登说道。


戈登和他的同事们尝试利用原子探测器来探寻石鳖齿舌的奥秘,这种利用探测器从特定物质中抽取带电原子以确定原子位置与名称的方法一般被用于金属研究,但戈登猜测将探测器用于生物材料的研究可能并没有太大的差异。


利用原子探测器,戈登和他的研究小组实现了前所未有的、纳米级别的一瞥软体动物牙齿的内部结构。


他们发现石鳖的齿舌内部有蛋白质和糖类,石鳖会利用它们以及所食藻类所含的铁产生氧化铁,这是非常了不起的。石鳖这种小生物的智慧,远远超乎人类的想象。


软体动物的舌头上方有上百颗牙齿,老的位于顶端,年轻的牙齿则在远处,时时刻刻都会向前推动一点,就像一个传送带。戈登的原子探测器方法非常强大,美国哈佛大学的生物工程师大卫·贝尔(David Bell)这样说道,因为它能追踪牙齿形成的完整序时记录。“利用原子探测器X线断层摄影术来分析牙齿——这是前所未见的方法,其中的启示意义深远。”

胶靴石鳖的牙齿


尽管磁铁矿的制造成本相对低廉,但想要浇注出诸如石鳖齿舌一样坚硬而又精密的材料仍然非常遥远。不过,研究小组坚信在未来一定可以从对石鳖齿舌的研究中发现制作坚硬、精密的材料的低成本工艺。


人们从石鳖身上得到的启发远远不止于此。据外媒报道,美国加州大学河滨分校伯恩斯工程学院的科研人员就希望通过对加州海岸石鳖齿舌的研究,制造出低成本、纳米材料,如果成功,那么这将对改进太阳能电池和锂电池具有非凡的意义。

太阳能电池

锂离子电池


伯恩斯工程学院的副教授大卫·凯瑟鲁斯公布了他的研究成果,揭示了石鳖齿舌的演变过程,主要包括三个阶段。第一阶段:水合氧化铁晶状物在一种纤维状的壳质有机模板上成核。第二阶段:这些晶状物通过一种“固相转变”转化成一种磁性氧化铁。第三阶段:磁性氧化铁颗粒在有机纤维物上生长,并产生两道平行的“棒体”,进而形成齿舌。

石鳖的牙齿


凯瑟鲁斯在实验室中制造纳米材料时,便运用了与石鳖齿舌生长方式极为相近的方法,他表示,通过控制纳米材料的晶体大小、外形及方向,就能够制造出使太阳能电池和锂离子电池更有效率的材料。换句话说,这种材料能更大比例地吸收阳光将其转化为电能,而对锂离子电池来说,这意味着需要更少的充电时间。

锂离子电池充电、放电过程


没想到小小的石鳖,竟然能为人类科技做出如此大的贡献!


(文章图文资料来源:张素萍主编·《神奇的海贝·海贝传奇》、360doc、视觉中国、汇图网等)

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