Ученые наконец представили миру инженерный аналог зубной эмали. Это биомиметический материал, который точно имитируют состав и структуру твердого минерализованного внешнего слоя биологических зубов. По их словам, он демонстрирует исключительные механические свойства. Результаты исследований опубликованы в журнале Science.
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.
Фото на обложке: Andrey_Popov /
Нашли опечатку? Выделите текст и нажмите Ctrl + Enter
Материалы по теме
-
Пройти курс «Как заработать на продажaх»
- 1 Исследователи создали устройство для метания паутины
- 2 «Человек космический». Как путешествия за пределы Земли изменят космонавтов и туристов
- 3 13 востребованных профессий в области химии и биологии
- 4 Имплантат от конкурента Neuralink позволяет управлять голосовым помощником при помощи мозга