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你身體的這個部位,強大到可以幫美國人造飛機

在災難性大片中,恐龍承載了人類對遠古時代生物的所有恐懼。它們以其獨特的身形,龐大的體積,猙獰的面孔,成為人類產生恐懼幻想的寄託物種。一張嘴就能吞下一輛車,連嚼帶咽不過幾分鐘。


這樣的獠牙,已經夠瘮人。



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如果你能變異出一副恐龍的牙齒,那麼你可能馬上就會被X戰警召喚走。


不過,最新科學研究表明,你的牙齒和遠古時代恐龍的牙齒在構造上其實沒有什麼兩樣,除了體積縮水外。所以,要變異成恐龍牙齒的話,你只要想辦法把你的牙齒變粗變壯就好了。



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在國際頂級期刊《自然》雜誌上,密歇根大學科托夫(Kotov)實驗室的科學家科托夫刊登了他的研究發現。他通過測試和對比牙釉質的組成以及所含的元素,發現從遠古至今,儘管地球上的物種在進化,但是它們的牙釉質的核心結構並沒有太大的變化。


顯微鏡下人的牙釉質和其他物種的牙釉質對比如下圖。



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牙釉質,也稱為琺琅質,是牙冠外層的白色半透明的鈣化程度最高的堅硬組織。如果牙釉質沒有太大變化的話,就意味從古至今,牙齒具有著驚人的穩定性。



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確實,你可以想想,你的牙齒得多麼強壯才能夠在食物中收縮自如和並將其撕裂,並且還要忍受著一個人幾十年如一日地胡吃海喝,更沒有像其它的「假冒偽劣」產品一樣,因質量不好而散架。


滄海桑田,這麼多年過去了,是什麼讓牙釉質如此特別呢?

顯微鏡下,牙釉質由硬陶瓷晶體的小柱組成,小柱周圍環繞著軟性有機蛋白質。當牙齒在咬東西時,壓力施加在牙釉質晶體小柱上,使其產生彎曲。



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在這個過程中,牙釉質上的陶瓷晶體與軟性有機蛋白質發生摩擦,進一步增加軟性有機蛋白質和晶體小柱之間的相互作用,擴散牙齒咀嚼食物的壓力,從而減少外界壓力給牙釉質帶來的損傷。


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這種機制使得牙釉質在經歷千錘萬煉之後,還能完好如初,在從古至今進化中,牙齒除了體積外,在結構上還是保持著驚人的穩定性。


美帝的科學家看到這個發現,聯想到飛機上常有的摩擦和震動,於是腦洞大開,既然牙齒這麼吊,壽命這麼長,那麼是不是可以用來造飛機??


於是,他們真的著手去研究了。



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飛機在飛行過程中的振動環境非常殘酷。來源於發動機的運作、外部氣流以及飛機的機動飛行等的振動,會導致飛機剛性結構老化和破裂。這是什麼概念呢?舉個例子,曾經F/A-18E/F(俗稱「超級大黃蜂」)戰鬥機就在試飛中,因為振動而導致翼尖脫落。這使得F/A-18E/F項目發展一度陷於停頓。



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基於這個關於牙齒的研究,科托夫認為,可以在現有基礎上造出更有彈性的飛機,抵抗各種震動,以延長飛機的壽命。


科托夫說,牙齒上的牙釉質能分解外部的壓力,從而起到抵抗振動的作用。這和飛機飛行抗振動的原理相似。



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科學家採用氧化鋅納米線的切片,和另外一種柔軟的聚合材料,來替代非陶瓷晶體和軟性有機蛋白質,以此模仿牙釉質結構。



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結果,人工製作的牙釉質和真的牙釉質一樣,有著相同的彈性特性。


研究人員說,人工牙釉質不僅更輕,它還能夠承受金屬在飛行過程中經歷的持續振動、壓力、膨脹和收縮,也能夠盡量避免飛機在30,000英尺高空超時飛行而產生得微觀裂紋,延長飛機使用壽命。


這也意味著,人造牙釉質有一天可能用於製造飛機機身或者汽車底盤,作為現有材料的替代品。



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不僅如此,這些新材料也可以用於電子產品製造,尤其是製作飛機和火箭所需的電子晶元等。



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人工牙釉質可以忍受極端的重力和振動,輕便且耐用,這些優點,可以說將現有材料都PK下去了。


不過,由於製作過程太精細太繁瑣,所以現在並不能進行大規模生產。


至少目前來講,人造牙釉質材料,那是相當耗時。


因為僅僅是在顯微鏡載玻片上做的一個小陶瓷狀的結構樣本,就需要疊加40層氧化鋅納米線。各層之間還要填充柔軟的聚合物來隔開。最後,這個40層的樣本只有千分之一毫米厚。



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僅是這40層的小樣本就需要這麼多工序,那如果要製作龐大機身所需的材料,該是多麻煩的事,你可以伸出自己的小手手算算這需要多少年。這個問題可能和數完天上的星星需要多少年也沒多大區別。



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當然了,夢想總是要有的,這也只是人造牙釉質的第一步。隨著時間的推移,製造的過程將被精鍊。


未來,模仿你的牙釉質結構製成的飛機部件,可能品質更好,耐磨耐用。當它們陸陸續續從美國的上空飛向世界時,不知道,那時的你我會不會為了抵制某物,而拔了自己的牙齒。

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