Hoe zijn enkele zee weekdieren in staat om rotsen te kauwen zonder hun tanden te vernietigen? Dat is wat 2 onderzoekers van de Northwestern University gericht te beantwoorden met een geavanceerde tool die foto's neemt ...
Atomic Tooth Imaging op de harde weekdier Teeth
Hoe zijn enkele zee weekdieren in staat om rotsen te kauwen zonder hun tanden te vernietigen?
dat is wat 2 onderzoekers van de Northwestern University gericht te beantwoorden met een geavanceerde tool die beelden op atomaire schaal neemt. De resulterende 3D-kaart breekt alle atomaire componenten van ongelooflijk hard oppervlak van de tand
Ze gebruikten atom-probe tomography (APT) om het vreemde hybride stof bloot te leggen. De techniek reconstrueert een stof atoom per atoom op een sub-nanometer resolutie 3D. Er zijn minder dan 12 APT machines in de natie, en ze zijn meestal niet gebruikt om organisch materiaal te scannen, dus sommige mensen dachten dat het scannen van een stof bestaat uit zowel organische en anorganische materie niet zou werken.
De wetenschappers nam kleine monsters van het oppervlak van een tand Oost kralen chiton weekdier's. Deze monsters werden aangescherpt tot tips met een ionenbundel instrument. Science Daily verklaart het volgende proces op deze manier:
De APT techniek kan een extreem hoog elektrisch veld aan het monster; atomen op het oppervlak ioniseren, vliegen af en sloeg een beeldvormende detector (vergelijkbaar met die gevonden in nachtzichtapparatuur). De atomen zijn ontdaan atoom per atoom en laag-voor-laag, zoals een ui pellen. Computer methoden vervolgens worden gebruikt om de oorspronkelijke locatie van de atomen te berekenen, het produceren van een 3-D kaart of tomogram van miljoenen atomen in het monster.
Op deze manier kunnen wetenschappers een blik op de precieze stof die maakt nemen de tand en hoe het geregeld op een dieper niveau.
Dit kleine zee weekdier, de zogenaamde Oost-kralen chiton, gebruikt zijn ongelooflijk sterke tanden om algen van de rotsen te schrapen . De tanden worden behandeld in een van de moeilijkste biomineralen bekend bij de mens, maar de structuur is vergelijkbaar met menselijke tanden: een betrekkelijk zachte kern omgeven door een harde schaal (zoals onze email). In plaats van email, de buitenste laag van de tand chiton is een harde ijzeroxide genaamd magnetiet (waardoor ook zijn tanden verschijnen zwart).
De chiton eet algen op de rotsen door kauwen weg bij het met continu roterende rijen tanden . Het groeit een nieuwe rij tanden elke dag naar de oude, versleten degenen, die naar beneden bewegen als een transportband in de richting van zijn mond te vervangen.
Tracking de exacte interfaces in de combinatie van organische en anorganische materialen kan helpen artsen en tandartsen te volgen tandbederf en botziekte op niveaus die nog als onbereikbaar. Het kan ook helpen volgen de exacte locatie en progressie van fluorosis, die optreedt wanneer een persoon wordt blootgesteld aan overmatige hoeveelheden fluoride over een langere periode.
De onderzoekers plan de APT gebruikt op de tanden van vertebraten next en ook van plan om over te gaan naar andere botten om meer over hun structuur te leren op atomair niveau.