中国科学家发现大熊猫牙齿可自行修复 有助研究新仿生材料

【博闻社】中国國寶大熊貓還是具有珍貴研究價值的「活寶貝」。中國學者近日首次發現,大熊貓的牙齒具備自行修復能力,該發現將有助於研究新型仿生材料,並在人牙匹配型復合義齒材料、高強高導電接觸材料等方面研究取得新進展。最新研究成果近日发表于《生物材料学报》。

大熊貓擁有寬闊和鋒利的牙齒,可以輾壓磨碎堅硬的竹子。中國科學院金屬研究所材料疲勞與斷裂實驗室劉增乾博士近日表示,研究發現大熊貓牙齒之所以能自我修復,因其牙齒的礦物質像樹木一樣垂直緊密地排列,從而形成牙釉質的「堅固森林」,而有機質則填充在「礦物質樹」之間微小的縫隙中,牙釉質的變形、損傷與自動回復,微觀上都是通過這種微小的縫隙實現。

研究另一重大發現,大熊貓的唾液對牙齒的自動修復,竟有特殊關係。據了解,大熊貓牙釉質界面中的天然有機質,在水合條件下會發生溶脹,進而發生高分子鏈柔性提高、玻璃化轉變溫度降低等轉變現象,從而實現牙釉質的自動修復,而大熊貓唾液中的水分子能夠對自動修復效應起到顯著的促進作用。

研究團隊經過深入研究,首次提出新型材料組織結構取向梯度的概念與設計原則,即通過調整自身的組織結構與所受外力之間的取向關係,實現材料抗拉又抗壓,從而提高材料整體的力學性能。另該研究組還闡明大熊貓牙齒的主要種類、形式以及組織結構特徵,從材料科學與力學角度,揭示出其同步實現進攻與防護效果的性能優化機理,從而提煉出共性的仿生材料設計原則,為未來研究新型仿生材料,踏出關鍵一步。

中国科学报/东网