دندان های شما به دانشمندان کمک میکند تا هواپیماهای محکم تری بسازند

ممکن است شما هیچ وجه اشتراکی بین دندان های خودتان و دایناسور T-rex پیدا نکنید اما ساختار اصلی مینای تمام دندان ها در سطح میکروسکوپی شبیه به هم میباشد که در طول قرنها تغییر زیادی نکرده است.

بنابراین پژوهشگران درصدد هستند تا هواپیماهای قوی تر و ایمن تر را با توجه به مینای دندان طراحی کنند و  گویا بار دیگر دانشمندان از طبیعت در ساخت ابداعات خود الهام گرفتند.

چه چیزی باعث میشود مینای دندان تا این اندازه منحصر به فرد باشد؟

دندان های شما باید به اندازه ای نیرومند باشند که بتوانند سالهای سال غذا را جویده و خرد کنند, همچنین باید متحمل لرزش های حاصل از جویدن و راه رفتن باشند. این در حالی است که بیشتر مواد اولیه و جایگزینی که توسط انسان ساخته می شوند تنها یک کاربرد دارد.

فلز ماده ای نیرومند است اما طی چند سال استفاده شکاف های بسیار ریزی به علت فشارهای مداوم در سطحش پدیدار میشود. لاستیک هم به راحتی میتواند با لرزش ها و حرکات مداوم کنار بیاید اما بهترین گزینه به عنوان ماده ی تشکیل دهنده ی هواپیما نیست.

طبق بررسی های صورت گرفته سطح میکروسکوپی مینای دندان از چند ستون کریستال های سرامیکی محکم ساخته شده است که بوسیله ی پروتئین های بنیادی نرم احاطه شده اند. زمانیکه دندان تحت فشار جویدن و گاز زدن است ردیف های کریستالی به هم فشرده شده و خم میشوند در حالیکه سطح پروتینی در طول این اصطکاک ها انرژی اضافی را به خود جذب میکند تا به ساختار دندان آسیبی وارد نشود. این طراحی از زمان دایناسورها تا کنون موثر بوده و به نظر دانشمندان تلاش برای کپی برداری از مینای دندان در ساخت هواپیما ایده ی بسیار خوبی است.

Nicholas Kotov استاد مهندسی شیمی در دانشگاه علوم مهندسی Michigan  که تحقیقات وی بیانگر تغییرات بسیار جزئی مینای دندان در طول تاریخ بود به همراه Bongjun Yeom محقق تصمیم گرفته اند تا ورژن مصنوعی مینای دندان با همان قابلیت ارتجاعی را طراحی کنند. آنها قرار است به جای کریستال های سرامیکی از نانوسیم های اکسید زینک و به جای پروتیئن از پلیمرهای نرم استفاده کنند. برای اطلاع از جزییات میتوانید به مجله ی Nature مراجعه کنید.

مینای دندان جایگزین فلز در بدنه هواپیما

مینای دندان مصنوعی میتواند روزی جایگزین فلزاتی شود که در ساخت بدنه و اسکلت هواپیما مورد استفاده قرار میگیرد. فلزات طی سالها استفاده در هواپیما به تدریج دارای شکاف هایی در سطح میکروسکوپی میشوند اما مینای مصنوعی علاوه بر سبک بودن قابلیت تحمل لرزش های مداوم, فشار, تراکم و ابساط اضافی را دارد.

این ماده ی جدید همچنین میتواند در الکترونیک مورد استفاده قرار گیرد بخصوص در بخشی که مربوط به هواپیما و موشک ها است. این ماده مجبور است لرزش ها و نیرو های بسیاری را تحمل کند. اما باید دانست که Kotov و تیمش نیاز به پیدا کردن روش مناسبی برای تولید انبوه دارند.

تولید مینای دندان مصنوعی به شکل رایج به زمان زیادی نیاز دارد. برای ساخت تنها یک میکرومتر از آن به ۴ لایه نیاز داریم که یکی پس از دیگری باید ساخته شود. علیرغم تمام فواید گفته شده ساخت میزان کافی مینای مصنوعی برای ساخت یک هواپیما سال های زیادی زمان میبرد و بسیار پر هزینه است اما از آنجا که این اولین گام به سوی تولید مینای مصنوعی است امید میرود که روزی این فرایند اصلاح شده و شما سوار بر دندان های غول پیکر به کشور های مختلف سفر کنید.