הסוד של שיני בונה חזקות. חדשות הספרייה הטכנית בחינם

חדשות מדע וטכנולוגיה, חידוש באלקטרוניקה
ספריה טכנית בחינם / עדכון חדשות

הסוד לשיני בונה חזקות

21.02.2015

הצליל המפחיד של מקדחה מוכר כמעט לכולם. בניגוד לכרישים, שהשיניים שלהם מתחדשות לאורך כל חיי הדגים, בבני אדם וברוב היונקים, הם משתנים פעם אחת בלבד - מחלבי לטוחנות. למרות שכאן במכרסמים שיניים צומחות כל חייהם. זה נובע מהעובדה שלא משנה כמה נדוש זה נשמע, מכרסמים מכרסמים, וזו הסיבה שהם חורקים שיניים באופן שווה. כדי שבעלי חיים אלו לא יישארו ללא הכלי העיקרי לקיום, הטבע נתן להם מנגנון לצמיחה מתמדת של שיניים, המפצה על שחיקה. אבל מה עם אלה שנותנים להם שיניים פעם אחת ולכל החיים? חוקרים מהמחלקה למדע והנדסת חומרים באוניברסיטת נורת'ווסטרן זיהו אילו אלמנטים מגבירים את העמידות של אמייל השן והבינו מדוע בונים יכולים לחתוך עצים כמו מסור חשמלי.

אמייל השן היא הרקמה הקשה ביותר בגופנו. הוא מבוסס על חוטים ארוכים ודקים של הידרוקסיאפטיט. עובי חוט אחד כזה הוא רק 50 ננומטר, והאורך גדול פי אלף. לשם הבהירות, אם גובהו של ליבנה היה גדול פי אלף מקוטר הגזע, אז העץ יהיה בגובה של כקילומטר. אלפי חוטים כאלה משולבים לצרורות, אבל עדיין דקים מאוד - דקים פי עשרים משערה. צרורות אלה מסודרים בכיוון מסוים, יוצרים מעין מסגרת חיזוק של אמייל השן, והמרווח ביניהם מלא בהידרוקסיאפטיט גבישי.

Hydroxyapatite הוא מינרל המכיל יוני סידן, פוספט ויוני הידרוקסיל. ולמרות שהאמייל מורכב כמעט כולו מבסיס מינרלי, אפילו כמויות קטנות מאוד של יונים אחרים יכולות לשנות מאוד את תכונותיו. לדוגמה, אם חלק מהסידן, אפילו הקטן ביותר, מוחלף ביוני מגנזיום, האמייל יהפוך רגיש יותר לפעולת חומצות. במילים פשוטות, זה יתמוסס מהר יותר. אותה השפעה תיגרם על ידי החלפת יוני פוספט בקרבונט. אבל אם יוני פוספט יחליפו יוני פלואור, האמייל ישפר באופן ניכר את תכונותיו. לכן משחת שיניים מכילה פלואוריד.

מהיכן מגיעה החומצה בפה, שיש לה השפעה כה מזיקה על השיניים, ולמה מזיק לאכול ממתקים, למרות שהם כלל לא חמוצים? העובדה היא שחיידקים חיים בפה, ולמרות שהם אינם מהווים איום על הגוף, הם יכולים להזיק לאמייל השן. הסוכר הנותר משמש כמזון לחיידקים אלו. הכל יהיה בסדר אם אותם מיקרואורגניזמים לא יעבדו סוכר לחומצה לקטית, ובכך יעלו את החומציות של הסביבה. ככל שהסביבה חומצית יותר, כך אמייל השן יתפרק מהר יותר. כן, כן, אותו מאזן חומצה-בסיס. ככל הידוע לנו, בונים לא מתעללים בממתקים, אבל הטבע עדיין תגמל אותם במנגנון נוסף שמחזק את השיניים שלהם. כל העניין טמון בעצם היונים שמשנים את תכונות האמייל.

החוקרים לקחו דגימות אמייל שיניים מעכברים, ארנבות, חולדות ובונים והעבירו אותן לניתוח קפדני באמצעות ציוד מתוחכם. הם ממש אטום אחר אטום חקרו את מבנה החוטים המרכיבים את האמייל, וגילו דבר מעניין. מסתבר שהחוזק והעמידות לחומצות מושפעים בעיקר מהחומר האמורפי המכיל מינרלים עשירים בברזל או מגנזיום. למרות העובדה ששיעורו של חומר כזה קטן ביותר, הוא משנה באופן קיצוני את תכונות ההגנה של האמייל. לדוגמה, אמייל שן הבונה נמצא עמיד פי שישה יותר לחומצה מאשר אמייל שן הארנב. כל זה נובע מתרכובות ברזל, בעיקר פריהידריט. זה נותן לא רק עמידות כימית, אלא גם מגביר את החוזק המכני של אמייל השן. אנחנו יכולים לומר שכן, לבונה באמת יש שיני ברזל!

עם זאת, מדוע עדיין לא נוצרה משחת שיניים עם מינרלים של ברזל? למרות שאנחנו לא צריכים לכרסם ענפי אספן, זה יהיה נחמד מאוד לצמצם את הביקורים אצל רופאי השיניים. אם תסתכלו על השיניים של בונה, תראו שהן רחוקות מלהיות לבנות - צהובות, או אפילו חומות. אלו הן שיניים חזקות ובריאות לחלוטין, ותרכובות ברזל מעניקות להן צבע. לא מאוד אסתטי מנקודת מבט אנושית, אבל נראה שלבונים לא אכפת מזה יותר מדי.

<< חזרה: פאנל OLED בנפח 50 cd/m000 21.02.2015

>> קדימה: Mean Well PSC-160 ספקי כוח אבטחה 20.02.2015

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

קיומו של כלל אנטרופיה להסתבכות קוונטית הוכח 09.05.2024

מכניקת הקוונטים ממשיכה להדהים אותנו עם התופעות המסתוריות והתגליות הבלתי צפויות שלה. לאחרונה הציגו ברטוס רגולה ממרכז RIKEN למחשוב קוונטי ולודוביקו לאמי מאוניברסיטת אמסטרדם תגלית חדשה הנוגעת להסתבכות קוונטית והקשר שלה לאנטרופיה. להסתבכות קוונטית יש תפקיד חשוב במדע ובטכנולוגיה של מידע קוונטי מודרני. עם זאת, מורכבות המבנה שלו הופכת את ההבנה והניהול שלו למאתגרים. התגלית של רגולוס ולמי מראה שההסתבכות הקוונטית פועלת לפי כלל אנטרופיה דומה לזה של מערכות קלאסיות. תגלית זו פותחת נקודות מבט חדשות בתחום מדע וטכנולוגיה של מידע קוונטי, ומעמיקה את הבנתנו את ההסתבכות הקוונטית והקשר שלה לתרמודינמיקה. תוצאות המחקר מצביעות על אפשרות הפיכה של טרנספורמציות של הסתבכות, מה שיכול לפשט מאוד את השימוש בהן בטכנולוגיות קוונטיות שונות. פתיחת כלל חדש ... >>

מזגן מיני Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

הקיץ הוא זמן להירגעות ולנסיעות, אבל לעתים קרובות החום יכול להפוך את הזמן הזה לייסורים בלתי נסבלים. הכירו מוצר חדש מבית סוני - מזגן המיני Reon Pocket 5, המבטיח להפוך את הקיץ לנוח יותר עבור המשתמשים בו. סוני הציגה מכשיר ייחודי - המיני-מרכך Reon Pocket 5, המספק קירור הגוף בימים חמים. בעזרתו, המשתמשים יכולים ליהנות מקרירות בכל זמן ובכל מקום פשוט על ידי לענוד אותו על צווארם. מזגן מיני זה מצויד בהתאמה אוטומטית של מצבי פעולה, כמו גם בחיישני טמפרטורה ולחות. הודות לטכנולוגיות חדשניות, Reon Pocket 5 מתאים את פעולתו בהתאם לפעילות המשתמש ולתנאי הסביבה. משתמשים יכולים להתאים בקלות את הטמפרטורה באמצעות אפליקציה ייעודית לנייד המחוברת באמצעות Bluetooth. בנוסף, זמינים לנוחות חולצות טי ומכנסיים קצרים בעיצוב מיוחד, אליהם ניתן לחבר מזגן מיני. המכשיר יכול הו ... >>

אנרגיה מהחלל עבור ספינת הכוכבים 08.05.2024

ייצור אנרגיה סולארית בחלל הופך לאפשרי יותר עם כניסתן של טכנולוגיות חדשות ופיתוח תוכניות חלל. ראש הסטארט-אפ Virtus Solis שיתף את החזון שלו להשתמש בספינת הכוכבים של SpaceX כדי ליצור תחנות כוח מסלוליות המסוגלות להניע את כדור הארץ. הסטארט-אפ Virtus Solis חשף פרויקט שאפתני ליצירת תחנות כוח מסלוליות באמצעות ספינת הכוכבים של SpaceX. רעיון זה עשוי לשנות באופן משמעותי את תחום הפקת האנרגיה הסולארית, ולהפוך אותו לנגיש וזול יותר. ליבת התוכנית של הסטארט-אפ היא להפחית את עלות שיגור לוויינים לחלל באמצעות Starship. פריצת דרך טכנולוגית זו צפויה להפוך את ייצור אנרגיה סולארית בחלל לתחרותי יותר עם מקורות אנרגיה מסורתיים. Virtual Solis מתכננת לבנות פאנלים פוטו-וולטאיים גדולים במסלול, באמצעות Starship כדי לספק את הציוד הדרוש. עם זאת, אחד האתגרים המרכזיים ... >>

שיטה חדשה ליצירת סוללות חזקות 08.05.2024

עם התפתחות הטכנולוגיה והשימוש המתרחב באלקטרוניקה, נושא יצירת מקורות אנרגיה יעילים ובטוחים הופך להיות דחוף יותר ויותר. חוקרים מאוניברסיטת קווינסלנד חשפו גישה חדשה ליצירת סוללות מבוססות אבץ בעלות הספק גבוה שיכולות לשנות את הנוף של תעשיית האנרגיה. אחת הבעיות העיקריות של סוללות נטענות מסורתיות על בסיס מים הייתה המתח הנמוך שלהן, שהגביל את השימוש בהן במכשירים מודרניים. אבל הודות לשיטה חדשה שפותחה על ידי מדענים, החיסרון הזה התגבר בהצלחה. כחלק מהמחקר שלהם פנו מדענים לתרכובת אורגנית מיוחדת - קטכול. התברר שזהו רכיב חשוב שיכול לשפר את יציבות הסוללה ולהגביר את יעילותה. גישה זו הובילה לעלייה משמעותית במתח של סוללות אבץ-יון, מה שהופך אותן לתחרותיות יותר. לדברי מדענים, לסוללות כאלה יש מספר יתרונות. יש להם ב ... >>

תכולת אלכוהול של בירה חמה 07.05.2024

לבירה, כאחד המשקאות האלכוהוליים הנפוצים ביותר, יש טעם ייחודי משלה, שיכול להשתנות בהתאם לטמפרטורת הצריכה. מחקר חדש של צוות מדענים בינלאומי מצא כי לטמפרטורת הבירה יש השפעה משמעותית על תפיסת הטעם האלכוהולי. המחקר, בראשות מדען החומרים ליי ג'יאנג, מצא כי בטמפרטורות שונות, מולקולות אתנול ומים יוצרות סוגים שונים של אשכולות, מה שמשפיע על תפיסת הטעם האלכוהולי. בטמפרטורות נמוכות נוצרים יותר אשכולות דמויי פירמידה, מה שמפחית את החריפות של טעם ה"אתנול" וגורם למשקה להיות פחות אלכוהולי. להיפך, ככל שהטמפרטורה עולה, האשכולות הופכים דמויי שרשרת יותר, וכתוצאה מכך טעם אלכוהולי בולט יותר. זה מסביר מדוע הטעם של כמה משקאות אלכוהוליים, כגון באייג'יו, יכול להשתנות בהתאם לטמפרטורה. הנתונים שהתקבלו פותחים סיכויים חדשים ליצרני משקאות, ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

סוללות אדמה לאחסון אנרגיה סולארית מתחת לאדמה 02.10.2022

מדענים בריטים הציעו רעיון מעניין לאחסון אנרגיית שמש מתחת לאדמה. הרעיון הוא ליצור סוללות לאחסון והעברה של אנרגיה "ירוקה" המבוססת על חיידקים החיים בקרקע, כלומר: לעורר מיקרואורגניזמים מסוימים באדמה, באמצעות אלקטרודות שקועות להפקת חשמל מפאנלים סולאריים.

לדברי ד"ר מייקל הארבוטל מאוניברסיטת קרדיף, הפרויקט עשוי להיות מסיבי. המדען מאמין שפשוט יש צורך להשתמש במשאב טבעי עשיר, האדמה, כדי לפתור את בעיית אגירת האנרגיה המתחדשת.

תהליך העברת האנרגיה באדמה דומה במידה מסוימת לפוטוסינתזה, כאשר צמחים קולטים CO2 והופכים אותו לחמצן. כמה תהליכי פוטוסינתזה מתרחשים מתחת לאדמה. אורגניזמים חיים תת קרקעיים, לדברי החוקר, יוכלו להשתמש באנרגיה המתקבלת כדי להפחית פחמן דו חמצני וליצור כימיקל מורכב יותר - אצטט. הארבוטל אומר שאצטט יכול לאגור אנרגיה כימית. אם תא הדלק המיקרוביאלי מופעל, החיידקים יתחילו לפרק את האצטאט.

אצטט בכמויות גדולות יכול להזיק לאורגניזמים אחרים. והמדען עדיין חושב כיצד לפתור את הבעיה הזו, אבל השיטה עצמה אינה דורשת כימיקלים עתירי משאבים או כימיקלים מסוכנים, כמו ליתיום, המשמשים בטכנולוגיות סוללות אחרות.

השיטה יוצרת מולקולות אורגניות שכבר קיימות באדמה ומיוצרות באופן טבעי על ידי מיקרואורגניזמים, רק בכמויות קטנות יותר.

אב הטיפוס יתפקד מדי יום, יאגור אנרגיית שמש לשימוש בלילה. מתוכנן כי סוללות "אדמה" יותקנו מתחת לתחנות כוח סולאריות ולפאנלים סולאריים.

ראה מלא ארכיון של חדשות מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר