Úterý, 23 července, 2024

Povedlo se vyvinout umělou zubní sklovinu. Je pevnější než ta skutečná

Mohlo by vás zajímat

Sklovina je tak složitá, že ještě nedávno bylo téměř nemožné ji napodobit. Tým inženýrů z Číny to ale přesto dokázal.

- Reklama -

Zubní sklovinu si opotřebováváme každý den. A zuby to statečně snášejí. Když jimi rozmělňujete tvrdé potraviny nebo když jimi skřípete, pokud jste ve stresu, můžete za jejich ochranu poděkovat nanoskopickému štítu: zubní sklovině. Tahle složitá vnější vrstva na povrchu zubu, silná jen několik milimetrů, umožňuje drtit, kousat a žvýkat bez neustálé bolesti citlivých tkání pod sklovinou.

Mezinárodní tým vědců nyní vyvinul syntetickou sklovinu, která podle článku o jejich výsledcích dokonce předčí tu skutečnou. Pokud vše půjde dobře, mohly by tyto poznatky konečně přinést přesvědčivé řešení pro kazící se zuby.

Problém s viskoelasticitou

Biomimetická zubní sklovinu vytvořili čínští vědci z Univerzity v Pekingu podle původního přírodního vzoru. V laboratoři ji ale následně vylepšili tak, aby odolala ještě většímu opotřebení a tlaku. Zatímco jiným inženýrům se již předtím podařilo obnovit určité části této tvrdé vnější vrstvy zubu, nový přístup zohlednil jak tuhé, tak pružné složky, aby se více přiblížil složení a struktuře skutečné skloviny.

„Zubní sklovina má výjimečnou viskoelasticitu, která jí umožňuje snášet vibrace a deformační poškození po ultra dlouhou dobu provozu,“ tvrdí Hewei Zhao, hlavní autor článku a chemický inženýr z Univerzity v Pekingu. „Tyto vlastnosti jsou tradičně považovány za kompromis. To je u materiálů [vyrobených člověkem] neobvyklé a dalo nám to motivaci k jejich studiu.“

K výrobě nakonec pomohly extrémní teploty

V minulosti se vědci pokoušeli použít k tvarování krystalických „drátů“ peptidy – jsou to jakési krátké řetězce aminokyselin, které buňky používají ke stavbě proteinů. Nebyli však schopni uspořádat peptidy do složitých struktur, které jsou nezbytné pro pružnost a tvrdost skloviny.

V nové studii se vědci proto pokusili více napodobit přírodní podobu skloviny. Namísto peptidů a dalších biologických nástrojů použili extrémní teploty, aby přiměli drátky k uspořádané formaci. Stejně jako v případě dřívější konstrukce umělých sklovin, tým vytvořil svůj nový materiál z drátků hydroxyapatitu – stejného minerálu, který tvoří skutečnou sklovinu. Na rozdíl od většiny ostatních syntetických smaltů však výzkumníci drátky obalili do kujného povlaku na bázi kovu.

Lepší než opravdová sklovina

Podařilo se jim tak vytvořit nanokompozitní systém, který účinně napodobuje houževnatost skutečného smaltu a zároveň zachovává jeho viskoelasticitu. Poté tento materiál testovali tak, že jej nanesli na různě tvarované předměty včetně lidských zubů.

Tým zjistil, že „vykazuje vysokou tuhost, tvrdost, pevnost, viskoelasticitu a houževnatost, čímž překonává vlastnosti skloviny a dříve vyráběných objemových materiálů inspirovaných sklovinou,“ uvádí se ve studii.

Zdroj:

scientificamerican.com, Independent, phys.org

- Reklama -

Podobné články

- Reklama -

Také jsme psali

Abraham Lincoln: Největší hvězda wrestlingu své doby. Věděli jste, čím se v mládí živil nejslavnější prezident USA?

Při pohledu na známou podobiznu důstojného muže s plnovousem by málokoho napadlo, že se před započetím politické kariéry se živil jako profesionální zápasník. A...

John Lennon a jeho smrt: Co vedlo Marka Davida Chapmana k jeho činu?

Co vedlo samozvaného zbožného křesťana Marka Davida Chapmana k tomu, aby vypálil ze své zbraně a zabil člověka, kterého předtím v životě nepotkal? Chapman,...

Historické testy mužnosti: Brutální přechodové zkoušky plné bolesti, krve či nahoty

Stát se mužem v České republice znamená buď dovršení 18 let, ztrátu panictví nebo nástup do prvního zaměstnání. Snadné, že? V některých částech světa...

Frederic Chopin chtěl, aby z něj vyřízli srdce a uchovali ho. Nakonec ukázalo, jak zemřel

Srdce slavného skladatele zažilo po Chopinově smrti velké přesuny.

CIA vyvinula v 70. letech špionážní vážku na odposlouchávání Rusů

V sedmdesátých letech minulého století se úřad CIA pro výzkum a vývoj chopil nevídaného úkolu. Vyvinul drobné odposlouchávací zařízení v podobě vážky.

Rusové využívají k obraně Sevastopolu i delfíny

Delfíni, ti hraví mořští tvorové známí svou chytrostí, se čím dál častěji stávají rekruty ruského vojenského námořnictva. Hlídají momentálně především námořní základnu v Sevastopolu na Černém moři. Tento krok má za cíl odradit potápěče od přiblížení k základně.

Geny netopýrů mohou obsahovat klíč k léčbě covidu a rakoviny

Vědci se pokouší odhalit záhadný genom netopýrů, díky kterému jsou tito tvorové obdařeni neobyčejnou odolností vůči covidu i rakovině. Odborníci kvůli tomu studují netopýry už řadu let v naději, že se jim povede tajemnou netopýří imunitu přenést i na lidi.

Spojené Arabské Emiráty chtějí postavit podmořskou rychlodráhu do Indie

Třeskuté město Mumbai v Indii a přístavní perla Fujairah ve Spojených Arabských Emirátech (SAE) se propojí prostřednictvím podmořské rychlodráhy.

Neuvěřitelný příběh fenky Bobbie: Za milovanou rodinou ušla víc než 4 tisíce kilometrů

Když se v srpnu roku 1923 rodina Braizerových vydala na dovolenou k příbuzným do daleké Indiany, malý skotský ovčák Bobbie u toho neměl chybět. Byl to pes obyčejného vzhledu, ale s neobyčejným srdcem. Když se pak rodině ztratil, vyrazil na dlouhou, strastiplnou cestu, aby ji znovu našel. Nikdo přitom netušil, jak neobyčejný příběh tím tenhle pejsek začal psát.

Stručná historie loveckých psů: Pomáhají lidem už více než 20 tisíc let

Přátelství psů a lidí má dlouhou historii. A jedním z hlavních důvodů, proč se tohle kamarádství budovalo po dlouhá staletí, byl dozajista lov.
- Reklama -