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知识图解|为什么鹿角能够如此坚硬?

2017-02-06 来源:国外网站推荐 - 由[国外网站大全]整理 625

在动物的世界里,经常得为了生存而互相打斗,但却有一种动物,在打斗过后,获胜的那方依然可以毫发无伤的全身而退——头上长着角的公鹿,他们坚硬的鹿角是打斗时的最大武器,因此许多年来,科学家们始终相当好奇,到底为什么鹿角能够如此坚硬,而最近,科学家总算找到答案了。

知识图解

坚硬的鹿角为公鹿身上最明显的特征,鹿角不但坚硬,还能应付严重的撞击而不受伤害,且在打斗时,光利用鹿角就能将敌人逼退以占得上风,这项其他动物无法匹敌的特性,促使科学家想揭开鹿角坚硬之谜,先前曾有研究指出,鹿角中的水分含量可能为其中重要因素之一,但最近,来自英国伦敦玛丽王后大学(Queen Mary University of London )的研究团队宣称,他们找到鹿角坚硬最根本的原因。

透过电脑模型与X 光技术,研究人员发现鹿角结构的关键在于交错排列的奈米纤维,使其能够抵挡撞击,再加上奈米纤维间,以非胶原性蛋白(non-collagenous protein)与矿物质连接,形成能够吸收撞击的物质状态。

研究共同作者Ettore Barbier 博士表示,非胶原性蛋白的化学键可轻易分解并重新排列组合结构,这称之为牺牲性接合层(sacrificial bond),当受到外力撞击时,牺牲性接合层与矿物质间的连结便会重新排列,而交错排列的奈米纤维,这时就负责减缓撞击带来的集中压力,并使剪应力(shear stress)在纤维间有效传送。

研究团队表示,对于鹿角结构的新发现,未来可望应用于其他骨骼结构模型的研究上,而团队目前打算利用对鹿角的了解,制造能够以3D 列印出来的抗撞击材料,最终目标则是制作出能够用于制造抗撞击复合材料的添加物。

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