Pati kiečiausia žmogaus kūno medžiaga yra tvirtesnė net už plieną - kas jai suteikia tokį kietumą?

Dantų emails atrodo kaip kaulas, tačiau jis nėra gyvas ir nuolatos augantis audinys. Išorinis danties sluoksnis saugo kitus danties sluoksnius ir formuojasi, kai žmogus dar yra labai jaunas. Po šio proceso emalis neatauga ir negali natūraliai atsinaujinti.

Mineralizacijos proceso metu susiformuoja itin kieta medžiaga, kuri yra tvirtesnė už plieną. Mokslininkų tyrimas atskleidžia, dėl ko emalis yra toks kietas.

Pupa Gilbert, Viskonsino universiteto mokslininkė, aiškina, kad atsakymas yra susijęs su „paslaptinga struktūra“, o kietumą lemia struktūrinis nanokristalų išsidėstymas.

Šie ypač maži kristalai yra iš kalcio apatito, vadinamo hidroksiapatitu. Tokios mineralinės medžiagos yra ir gyvūnų dantyse, kristalai yra tūkstantį kartų mažesnį už plauko storį. Būtent dėl mažo jų dydžio buvo sunku juos stebėti ir tirti, nes mokslininkai neturėjo reikiamos įrangos.

Šiandien, pasinaudodami unikalia sukurta technologija, tyrėjai gali matyti milijonus tokių kristalų, tirti jų išsidėstymą. Elektroniniai mikroskopai leidžia į biomineralų architektūrą pažvelgti plika akimi. Mokslininkė teigia, kad tai yra pasaulis, kurio anksčiau mes tiesiog nematėme.

Mokslininkams pavyko išsiaiškinti, kad hidroksiapatito nanokristalai yra išsidėstę visiškai kitaip, nei anksčiau buvo spėjama. Emalyje tyrėjų komanda pamatė laipsnišką kristalų pozicijos ir krypties pokytį tarp gretimų nanokristalų. Jie to nesitikėjo, nes vienas prie kito esantys kristalai buvo pakrypę nuo 1 iki 30 laipsnių kampu.

Būtent toks „išsikrapymas“, pasak tyrėjų, sukuria pačia tvirčiausią struktūrą. Nors patikrinti tokią hipotezę su tikrais žmonių dantimis būtų itin sudėtinga, mokslininkai sukūrė simuliaciją. Kompiuterinis modelis parodė, kaip spaudimą atlaikytų skirtingai išdėstyti kristalai. Tarsi dantų emalyje „iškraipyti“ kristalai spaudimą atlaikė geriausiai ir skilo vėliausiai.