Секрет крепких зубов бобра

21.02.2015

Пугающий звук бормашины известен практически всем. В отличие от акул, у которых зубы обновляются в течение всей их рыбьей жизни, у человека и большинства млекопитающих они меняются только один раз - с молочных на коренные. Хотя вот у грызунов зубы растут всю жизнь. Связано это с тем, что, как бы банально это не звучало, но грызуны грызут, чем и стачивают равномерно свои зубы. Чтобы эти животные не остались без основного инструмента к существованию, природа дала им механизм постоянного роста зубов, компенсирующий истирание. Но что делать тем, кому зубы даются один раз и на всю жизнь? Исследователи с факультета материаловедения и инженерии Северо-Западного университета определили, какие элементы повышают стойкость зубной эмали и выяснили, почему бобры могут расправляться с деревьями не хуже бензопилы.

Зубная эмаль - самая твердая ткань в нашем организме. Основу ее составляют тонкие длинные нити из гидроксиапатита. Толщина одной такой нити всего лишь 50 нанометров, а длина в тысячу раз больше. Для наглядности, если бы у березы высота была в тысячу раз больше диаметра ствола, то дерево имело бы высоту порядка километра. Тысячи таких нитей объединяются в пучки, но все равное еще очень тонкие - в двадцать раз тоньше волоса. Эти пучки располагаются в определенном направлении, образуя нечто вроде армирующего каркаса зубной эмали, а пространство между ними заполняется кристаллическим гидроксиапатитом.

Гидроксиапатит - это минерал, содержащий ионы кальция, фосфат и гидроксил ионы. И хотя эмаль практически полностью состоит из минеральной основы, даже очень маленькие количества других ионов могут сильно менять ее свойства. Например, если часть кальция, пусть даже самую малую, заменят ионы магния, эмаль станет больше подвержена действию кислот. Попросту говоря, она будет быстрее растворяться. Тот же эффект вызовет замена фосфат-ионов на карбонат. А вот если фосфат-ионы заменят ионы фтора - эмаль заметно улучшит свои свойства. Именно по этому в состав зубной пасты входят фторсодержащие вещества.

Откуда во рту берется кислота, которая так губительно действует на зубы и почему вредно есть сладкое, хотя оно совсем не кислое? Дело в том, что во рту живут бактерии, и хоть для организма они и не представляют угрозы, но навредить зубной эмали могут. Остатки сахара служат пищей для этих бактерий. Все было бы хорошо, если бы эти самые микроорганизмы не перерабатывали сахар в молочную кислоту, тем самым повышая кислотность среды. Чем более кислая среда - тем быстрее будет разрушаться зубная эмаль. Да-да, тот самый кислотно-основной баланс. Бобры сладким, насколько известно, не злоупотребляют, однако природа все равно наградила их дополнительным механизмом, который делает их зубы крепче. Все суть заключается в тех самых ионах, которые меняют свойства эмали.

Исследователи взяли образцы эмали зубов мыши, кролика, крысы и бобра и подвергли их тщательному анализу на сложнейшем оборудовании. Они буквально атом за атомом изучили строение нитей, из которых состоит эмаль, и выяснили интересную вещь. Оказывается, что на прочность и сопротивляемость действию кислот главным образом влияет аморфное вещество, которое содержит минералы, богатые железом или магнием. Несмотря на то, что доля такого вещества крайне мала, оно кардинально меняет защитные свойства эмали. Например, эмаль с зубов бобра оказалась в шесть раз более устойчива к кислоте, чем зубная эмаль кролика. Все это за счет соединений железа, в основном ферригидрита. Он придает не только химическую стойкость, но и повышает механическую прочность зубной эмали. Можно сказать что да, у бобра действительно железные зубы!

Однако, почему же еще не сделали зубную пасту с железосодержащими минералами? Пусть нам не нужно грызть осиновые ветки, но сократить посещения стоматологов было бы весьма приятно. Если вы посмотрите на зубы бобра, то увидите, что они далеко не белые - желтого, или даже коричневого цвета. Это абсолютно здоровые крепкие зубы, а цвет им придают как раз соединения железа. С человеческой точки зрения не очень эстетично, но бобры, кажется, не очень переживают по этому поводу.

<< Назад: Панель OLED яркостью 50 000 кд/м2 21.02.2015

>> Вперед: Источники питания для систем безопасности Mean Well PSC-160 20.02.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Технология OptiML WLC 14.07.2007 Разработка компании Tessera Technologies под кодовым именем OptiML WLO позволит существенно уменьшить габариты фотокамер, встраиваемых в мобильные телефоны, а также значительно сократить их себестоимость. Технология OptiML WLC предусматривает впечатывание тысяч микролинз в пластины, которые затем выравниваются и собираются друг над другом с помощью еще одной патентованной разработки - WaferStack, а затем разрезаются на отдельные линзы, размещаемые перед сенсором камеры. Такой оптический модуль на 50% компактнее своего аналога, применяемого в современных камерафонах.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025