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蚂蚁为什么咬合力惊人?竟然是锌合金牙齿!!

转载 财务客服2021/09/08 09:30:15 发布 来源:科学解码 作者:科学解码 319 阅读 0 评论 0 点赞

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为了让消费电子产品的尺寸不断缩小,工程师们也需要越来越小巧、且坚固的制造工具。

而周三发表于《科学报告》杂志上的一项新研究,就从蚂蚁牙齿上获得了新的灵感。据悉,这种昆虫的微型咀嚼器比人的一根头发丝还细,但却拥有强大的咬合力,足以切开坚固的叶片而不会导致自身受到任何损坏。

研究人员称,这一切都与蚂蚁牙齿锌原子的均匀排列有关,使得动物在咬东西时能够均匀分配咬合力。不过同样的特性,有朝一日也可用到人造工具上。

美国能源部太平洋西北国家实验室的高级研究科学家 Arun Devaraj,在周三发表于《科学报告》杂志上的一项研究中,详细介绍了有关蚂蚁口器成分研究的论文。

Arun Devaraj 称:“均匀分布是它的基础秘诀,且蚂蚁口器甚至可在不划破人类皮肤的情况下进行切割 —— 而我们甚至难以用自己的牙齿做到这一点”。

为深入了解大自然的秘密,研究人员首先分离出了蚂蚁口器的一小块。蚂蚁在弯曲的外下颌骨(或下颌)上有两颗牙齿,有时甚至更多颗。

然后借助原子探针断层扫描这项逆向分析技术,研究人员得以精确描绘出物体内每个原子的所在位置。拿到这些信息后,你就可以重建物体的 3D 模型,只是这次用到了原子的识别上。

研究人员惊奇地发现,锌原子在蚂蚁口器中起到了重要作用。而带来蚂蚁咬伤“刺痛感”的本质,更是可以归咎于它以极其均匀的方式来分布,而不是簇拥成团。

正因这项均匀分布的原子特性,蚂蚁在拥有强大咬合力的同时,实际上也只需用到大约 10~20% 的锌元素。此外如果与人类牙齿类似,蚂蚁就只能使出大约 60% 的力。

Arun Devaraj 总结道:“此前,我们已研究过蝎子与蜘蛛的蜇伤。受这些材料的启发,未来的有机和无机化学家们,将能够合成更加坚固的材料”。

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