德国甲壳虫材料(胶靴甲壳虫能生产底壳中的磁铁矿)(1)

胶靴甲壳虫是一种海洋软体动物,也被称为神奇肉饼,它的牙齿是由人类已知的最坚硬的生物材料制成的。

磁铁矿是一种常见于地壳中的地质矿物,但它也不知何故由胶靴甲壳虫产生,并合成成一排小牙齿,硬得足以刮去岩石中的藻类。这些牙齿的顶部有一层磁铁矿,这使它们几乎像钢一样坚固,但由于另一种在生物中从未观察到的类似铁的材料,牙根也非常坚硬——桑塔巴巴雷。这种独特的组合使甲壳动物的牙齿成为世界上最坚硬的生物材料。

伊利诺伊州西北大学材料科学与工程副教授德克·乔斯特(Derk Joester)在谈到石鳖独特的牙齿时说:“桑塔巴巴拉石的含水量高,这使得它密度低,强度高。我们认为这可能会在不增加太多重量的情况下使牙齿变硬”。虽然生物合成磁铁矿和桑塔巴雷铁矿的过程尚未完全了解,但研究表明,这些极为坚固的牙齿是分三个阶段形成的。

首先,水合氧化铁(铁氢化物)晶体在富含几丁质的纤维状基底上成核,之后这些纳米晶颗粒转化为磁铁矿。然后,磁铁矿颗粒开始沿着这些有机纤维生长,形成与成熟牙齿平行的棒。

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