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強いビーバーの歯の秘密

21.02.2015

ドリルの恐ろしい音は、ほとんどの人に知られています。魚の生涯を通じて歯が更新されるサメとは異なり、人間やほとんどの哺乳類では、乳歯から大臼歯に一度だけ変化します。ここではげっ歯類の歯は一生伸びますが。これは、どんなに些細なことに聞こえても、げっ歯類がかじるという事実によるものです。これらの動物が存在するための主要なツールなしで放置されないようにするために、自然は彼らに歯の絶え間ない成長のメカニズムを与え、摩耗を補いました。しかし、一生歯を与えられた人はどうですか？ノースウェスタン大学の材料科学工学科の研究者は、歯のエナメル質の耐久性を高める元素を特定し、なぜビーバーがチェーンソーのように木を切ることができるのかを突き止めました。

歯のエナメル質は私たちの体の中で最も硬い組織です。ハイドロキシアパタイトの細く長い糸をベースにしています。 50 本の糸の太さはわずか XNUMX ナノメートルで、長さは XNUMX 倍にもなります。わかりやすくするために、白樺の高さが幹の直径の XNUMX 倍である場合、木の高さは約 XNUMX キロメートルになります。何千ものそのような糸が束に組み合わされていますが、それでも非常に細い - 髪の毛のXNUMX分のXNUMXです。これらの束は一定の方向に並んでおり、歯のエナメル質の一種の補強フレームを形成しており、それらの間の空間は結晶性ハイドロキシアパタイトで満たされています。

ハイドロキシアパタイトは、カルシウムイオン、リン酸イオン、ヒドロキシルイオンを含むミネラルです。エナメル質はほぼ完全にミネラルベースで構成されていますが、非常に少量の他のイオンでもその特性を大きく変えることができます. たとえば、カルシウムの一部がマグネシウムイオンに置き換えられると、エナメル質は酸の影響を受けやすくなります. 簡単に言うと早く溶けます。同じ効果は、リン酸イオンを炭酸塩に置き換えることによって引き起こされます。しかし、リン酸イオンがフッ素イオンに置き換わると、エナメル質はその特性を著しく改善します。歯磨き粉にフッ素が含まれているのはそのためです。

酸は口の中でどこから来て、歯に悪影響を及ぼしますか? また、酸味はまったくないのに、なぜお菓子を食べるのは有害なのでしょうか? 事実、バクテリアは口の中に住んでおり、体に脅威を与えることはありませんが、歯のエナメル質に害を及ぼす可能性があります. 残りの砂糖はこれらのバクテリアの餌になります。これらの同じ微生物が糖を乳酸に処理し、それによって環境の酸性度を高めなければ、すべてがうまくいくでしょう. 環境が酸性に傾くほど、歯のエナメル質はより速く分解されます。はい、はい、同じ酸塩基バランスです。私たちが知る限り、ビーバーはお菓子を乱用しませんが、自然はビーバーに歯を強くする追加のメカニズムを与えました. 全体のポイントは、エナメル質の特性を変えるまさにイオンにあります。

研究者は、マウス、ウサギ、ラット、ビーバーから歯のエナメル質のサンプルを採取し、高度な機器を使用して厳密な分析を行いました。彼らはエナメル質を構成する糸の構造を文字通り原子単位で研究し、興味深いことを発見しました。酸に対する強度と耐性は、鉄やマグネシウムが豊富なミネラルを含む非晶質物質によって主に影響を受けることがわかりました。そのような物質の割合は非常に小さいという事実にもかかわらず、エナメル質の保護特性を根本的に変化させます。たとえば、ビーバーの歯のエナメル質は、ウサギの歯のエナメル質よりも XNUMX 倍の耐酸性があることがわかりました。これはすべて鉄化合物、主にフェリハイドライトによるものです。耐薬品性だけでなく、歯のエナメル質の機械的強度も高めます。はい、ビーバーは本当に鉄の歯を持っていると言えます！

しかし、鉄ミネラルを使った歯磨き粉がまだ作られていないのはなぜでしょうか? アスペンの枝をかじる必要はありませんが、歯科医への訪問を減らすことは非常に良いことです. ビーバーの歯を見ると、白から遠く離れていることがわかります-黄色、さらには茶色です。これらは絶対に健康で強い歯であり、鉄化合物が歯に色を与えます。人間の観点から見るとあまり美的ではありませんが、ビーバーはあまり気にしていないようです.

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昆虫用エアトラップ 01.05.2024

農業は経済の重要な分野の 1 つであり、害虫駆除はこのプロセスに不可欠な部分です。インド農業研究評議会 - 中央ジャガイモ研究所 (ICAR-CPRI) シムラーの科学者チームは、この問題に対する革新的な解決策、つまり風力発電の昆虫エアトラップを考案しました。このデバイスは、リアルタイムの昆虫個体数データを提供することで、従来の害虫駆除方法の欠点に対処します。このトラップは風力エネルギーのみで駆動されるため、電力を必要としない環境に優しいソリューションです。そのユニークな設計により、有害な昆虫と有益な昆虫の両方を監視することができ、あらゆる農業地域の個体群の完全な概要を提供します。「対象となる害虫を適切なタイミングで評価することで、害虫と病気の両方を制御するために必要な措置を講じることができます」とカピル氏は言います。 ... >>

地球磁場に対するスペースデブリの脅威 01.05.2024

地球を取り囲むスペースデブリの量が増加しているという話を聞くことがますます増えています。しかし、この問題の原因となるのは、現役の衛星や宇宙船だけではなく、古いミッションからの破片も含まれます。 SpaceX のような企業によって打ち上げられる衛星の数が増えると、インターネットの発展の機会が生まれるだけでなく、宇宙の安全保障に対する深刻な脅威も生まれます。専門家たちは現在、地球の磁場に対する潜在的な影響に注目している。ハーバード・スミソニアン天体物理学センターのジョナサン・マクダウェル博士は、企業は急速に衛星群を配備しており、今後100年間で衛星の数は000万基に増加する可能性があると強調する。これらの宇宙艦隊の衛星の急速な発展は、地球のプラズマ環境を危険な破片で汚染し、磁気圏の安定性を脅かす可能性があります。使用済みロケットからの金属破片は、電離層や磁気圏を破壊する可能性があります。これらのシステムは両方とも、大気の保護と維持において重要な役割を果たします。 ... >>

バルク物質の固化 30.04.2024

科学の世界には数多くの謎が存在しますが、その一つにバルク物質の奇妙な挙動があります。それらは固体のように振る舞うかもしれませんが、突然流れる液体に変わります。この現象は多くの研究者の注目を集めており、いよいよこの謎の解明に近づいているのかもしれません。砂時計の中の砂を想像してください。通常は自由に流れますが、場合によっては粒子が詰まり始め、液体から固体に変わります。この移行は、医薬品生産から建設に至るまで、多くの分野に重要な影響を及ぼします。米国の研究者は、この現象を説明し、理解に近づけようと試みました。この研究では、科学者たちはポリスチレンビーズの袋からのデータを使用して実験室でシミュレーションを実施しました。彼らは、これらのセット内の振動が特定の周波数を持っていること、つまり特定の種類の振動のみが材料を通過できることを発見しました。受け取った ... >>

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