Ученые разработали искусственную зубную эмаль повышенной прочности

Естественная зубная эмаль — тонкий внешний слой наших зубов — является самым твердым биологическим материалом в организме человека.

Она известна высокой жесткостью, твердостью, вязкоупругостью, прочностью и очень устойчива к повреждениям, несмотря на толщину всего в несколько миллиметров.

Необычное сочетание свойств зубной эмали является результатом ее иерархической архитектуры — сложной структуры, состоящей в основном из нанопроволок гидроксиапатита, соединенных между собой аморфной межзерновой фазой, состоящей из замещенного магнием аморфного фосфата кальция.

Однако точное воспроизведение такой иерархической организации в масштабируемом абиотическом комплексе остается сложной задачей.

Хьюэй Чжао и его коллеги показали искусственную эмаль, которая содержит необходимую иерархическую структуру в нескольких масштабах.

Искусственная зубная эмаль была получена с использованием нанопроволок гидроксиапатита с покрытием из аморфной межзерновой фазы, которые были выровнены с помощью двунаправленного замораживания с использованием поливинилового спирта. По словам авторов, это позволило создать структуры с атомной, наномасштабной и микромасштабной организацией, подобной естественной эмали.

В серии испытаний Чжао и другие специалисты показали, что нанокомпозит искусственной эмали одновременно демонстрирует высокую жесткость, твердость, прочность и вязкоупругость, превосходя свойства естественной эмали и ранее изготовленных материалов.

Источник.

Фото на обложке: Andrey_Popov / Shutterstock