一种刚硬、强固的人造釉质模拟物终于问世

研究人员介绍了一种釉质的工程模拟物，它是设计仿生材料的理想模型，其目的是真切模仿生物性牙齿坚硬矿化外层的组成和结构；一种如此具有挑战性的产品问世了。他们说，这种产品展示了卓越的力学属性。我们牙齿的外面有一薄层天然的釉质，它是人体内最坚硬的生物材料。它以其刚硬、粘弹和强韧度高而闻名，尽管厚度只有几毫米，但仍具有出色的抗损伤性。牙釉质不寻常的属性组合是其分层结构的产物，这种复杂结构主要由羟基磷灰石纳米线组成，这些纳米线通过由镁取代的无定形磷酸钙组成的无定形晶粒间相（AIP）相互连接。然而，在可扩展的非生物复合材料中准确复制这类分层组织仍是挑战。Hewei Zhao和同事在此展示了一种工程釉质，它在多个层面含有基本的分层结构。人造牙釉质 (ATE) 是用AIP涂层的羟基磷灰石纳米线制成的，这些纳米线可在有聚乙烯醇时用双向冷冻排列。据作者披露，这种工艺使得该工程制造的结构会像天然釉质一样具有原子级、纳米级和微米级的组织构造。Zhao等人在一系列的试验中证明，ATE纳米复合材料可同时表现出高刚硬度、强度、粘弹性和韧性，其性能超过了釉质和之前制造的材料。