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Zoologger:软体动物是世界上最坚硬的牙齿

作者:危肆    发布时间:2017-11-06 06:28:33    

作者:Alyssa Botelho(图片来源:Lyle Gordon /西北大学)物种:Chaetopleura apiculata栖息地:墨西哥湾和大西洋西北部的水域超过4亿年的chitons - 掠夺海洋软体动物 - 漫游海洋,咀嚼藻类镶嵌的岩石,闪闪发光的黑色金属牙齿 Chitons由一个宽阔的肌肉足部漫步它们有一个由八块板制成的壳,有些物种可以存活20年但这是我们感兴趣的牙齿牙齿是金刚狼的adamantium骨骼的chiton答案但这些都不是虚构的它们是真实的东西,由磁铁矿制成,是由生物体制造的最硬的物质伊利诺伊州埃文斯顿西北大学的生物工程师莱尔·戈登(Lyle Gordon)已逐步了解了这种不起眼的软体动物是如何生长它们的 Gordon的团队正在努力在实验室中合成超级坚韧的材料,因此多年来一直希望从chiton的书中取出一片叶子制造磁铁矿(一种用于电子和医疗设备的氧化铁)等物质通常需要极高的温度和压力,以及强烈的酸性或碱性条件 “但这些数百万年前的动物能够在良好的海水条件下制造氧化铁,只能从他们吃的藻类中获得铁,”戈登说 “这是一个了不起的过程”戈登和他的同事使用原子探针研究Chaetopleura apiculata的牙齿,这是一种指甲大小的chiton探针一次从一种物质中吸取带电原子,使科学家能够精确定位散装材料内原子的位置和化学特性该技术通常用于研究金属,但戈登怀疑在生物材料上使用探针不会如此不同通过原子探针,戈登和他的团队实现了前所未有的纳米尺度的chiton牙齿内部运作 “我们发现,这些动物用来形成氧化铁的牙齿中含有蛋白质和糖类,”戈登说他说,在牙齿中心的水状凝胶中,碳水化合物纤维纵横交错形成一个支架,可以结合带正电荷的离子,如镁和钠戈登怀疑这些离子然后结合带负电荷的蛋白质,收集铁,为生长的牙齿磁铁矿壳提供详细的模板 chiton的舌头上有数百颗牙齿,最尖端的牙齿和最小的背部,每隔几天向前推进,好像在传送带上一样哈佛生物工程师大卫贝尔说,戈登的原子探针方法特别强大,因为它可以跟踪牙齿形成的完整时间顺序记录 “使用原子探针断层扫描分析牙齿 - 以前从未做过,而且影响深远,”他说虽然磁铁矿可以相对便宜地制造,但其他硬质无机物质如碳化硅和金刚石则不能将这些材料模制成与牙齿外壳一样复杂的形状仍然是一个遥远的目标戈登说,chiton可以提供两种努力的线索贝尔指出,关于chiton的生物学还有很多工作要做,包括了解编码牙齿形成蛋白的基因,以及蛋白质本身的结构他说,凭借这些知识,chiton牙齿生长模型的应用可能会非常广泛 “也许有一天,我们可以利用软体动物模型的力量开发出在实验室中合成坚韧材料的技术,”他说 “它可能是一种革命性的生产方式”期刊参考文献:性质:DOI:

 

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