牙齿带来飞机变革的思考！

材料牛注：通过仿生牙釉质的微观结构，制备坚韧仿生材料应用于飞行器。

对飞行器的结构和电子构件而言，二者必须能够耐受持续的机械应力和震动且不会断裂，而且这两类构件还不可像橡胶一样柔软。鉴于人类牙釉质的性能满足以上要求这一事实，密歇根大学的Nicholas Kotov教授领导的团队创造了一种人工合成的牙釉质。这一材料有望应用于飞机的结构和电子构件。

当Kotov寻找自然界中有减震性能且坚硬的材料时，像骨头和生物壳这类材料都在其考察范围内。但是，他发现牙釉质只有一种。这是因为在数百万年时间里，来自不同生物体内的牙釉质都具有相同的基本结构。显然，牙釉质的结构有其独到之处，并一直发挥着作用。

在天然牙釉质中，坚硬的陶瓷晶体柱被较柔软的蛋白质基质包裹。牙齿功能不同则牙釉质的堆叠层数也会相应改变。当釉质层中的晶体柱受压弯曲时，产生的应力会被分散到包覆在柱子周围的基质蛋白中，使得晶体柱不会被折断。

与Kotov在一起工作的博士后研究员BongjunYeom重构了这种釉质层的结构。第一步，在基片上生长出ZnO纳米线（相当于陶瓷晶体柱）；第二步，将两种液态聚合物引入到ZnO纳米线阵列中（相当于釉质中的蛋白质基质）。当将这种聚合物涂覆在ZnO纳米线阵列后待其固化再重复上述操作，如此重复多次。

重复涂覆总共40次，便可制备出一个厚度只有1微米的单层人工釉质；再将这种单层釉质一层一层向上堆叠共20层，便可得到与天然牙齿釉质相仿的人工釉质。这种人工釉质接近了真正的牙釉质保护牙齿免受振动损害的能力。

显然，在这种人工釉质得到广泛应用之前，其生产工艺应向高效化和智能化的方向发展。最后，Kota希望看到这种材料在航空航天和电子等诸如此类的领域中得到应用。

原文链接：Tooth-inspired tech could make for tougher planes.

本文由材料人编辑部丁菲菲提供素材，彭胜攀编译，朱晓秀审核，点我加入材料人编辑部。

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