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      蛋殼納米結構保護小雞并幫助它孵化
      
			
      
				2018-11-20 11:55:54
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			  來源：ScienceNews
			
      
		
      
				
		
      
			
      雞蛋殼有一個棘手的工作：它必須保護正在發(fā)育的雛雞，但最終讓小雞掙脫。其成功的秘訣在于其復雜的納米結構 - 以及當?shù)胺趸瘯r該結構如何變化。
      

      蛋殼納米結構保護小雞并幫助它孵化
      

      雞蛋殼的質(zhì)量約為95%碳酸鈣。但它們還含有數(shù)百種不同的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)會影響碳酸鈣結晶的程度。研究人員在3月30日的“ 科學進展”雜志網(wǎng)絡版上報告說，礦物晶體和蛋白質(zhì)之間的相互作用產(chǎn)生了一種蛋殼，這種蛋殼最初具有抗裂性，同時隨著時間的推移進行納米級調(diào)整，最終讓小雞啄出來。
      

      研究人員使用一束離子切割雞蛋殼中的薄切片。然后，他們用電子顯微鏡和其他高分辨率成像技術分析了殼。研究小組發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)破壞了碳酸鈣的結晶，因此低分辨率下看起來整齊排列的晶體實際上是一種更加零散的混亂。這種不對準可以使材料更有彈性：裂縫必須通過混亂的晶體進行鋸齒和鋸齒，而不是不受阻礙地擴散。
      

      實驗室測試支持這一發(fā)現(xiàn)：研究人員將一種稱為骨橋蛋白的關鍵殼構建蛋白添加到碳酸鈣中，以產(chǎn)生類似于蛋殼中所見的晶體。研究的共同作者，蒙特利爾麥吉爾大學的生物礦化研究員Marc McKee及其同事發(fā)現(xiàn)，這種蛋白質(zhì)的存在使得碳酸鈣晶體以納米結構的形式形成，而不是光滑和均勻的晶體。
      

      該團隊還在整個蛋殼中發(fā)現(xiàn)了微小尺度的結構變化，盡管它只有大約三分之一毫米厚。內(nèi)層具有較少的骨橋蛋白，導致更大的納米結構。McKee說，這可能會使內(nèi)殼的彈性低于外殼，這是有道理的。外殼需要足夠硬以保護小雞，而內(nèi)殼需要滋養(yǎng)發(fā)育中的小雞。
      

      隨著時間的推移，殼的內(nèi)層通過化學反應溶解，釋放出鈣來構建小雞發(fā)育中的骨骼。McKee和他的同事發(fā)現(xiàn)，蛋殼經(jīng)歷了結構變化以促進這一過程。
      

      研究人員將受精卵孵育15天與未受精卵進行了比較。隨著時間的推移，受精卵中朝向內(nèi)殼的納米結構變小，但在未受精卵中保持相同。這種變化使蛋殼內(nèi)部的紋理更加粗糙，而且表面積更大。研究人員提出，這為溶解殼的化學反應提供了更多的空間。整個反應也使殼體變薄，使得雛雞在孵化時更容易從內(nèi)部突破。
      

      康奈爾大學的材料科學家拉拉埃斯特羅夫說，成像技術的進步正在幫助科學家找到像這樣的新細節(jié)。在將蛋殼的功能與細粒結構相結合時，這項新研究可為設計具有特定屬性的新型材料提供靈感。
      
			

			
        
      
			
      
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