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大自然母亲的一些发明仍然让科学家们感到困惑。以骨骼为例。尽管研究人员已经掌握了是什么让这种物质如此坚硬——嵌入其有机物质中的微小矿物晶体——但他们仍然不确定是什么赋予了它吸收冲击力以及抵抗小划痕和小孔削弱的能力。现在,今天发表在《自然》杂志上的一份报告表明,骨骼的某些分子键会牺牲自己来吸收应力。
加州大学圣巴巴拉分校的詹姆斯·B·汤普森和他的同事们研究了胶原蛋白聚合物(骨骼的主要有机成分)和大鼠股骨。他们使用原子力显微镜拉伸胶原蛋白分子,发现了所谓的牺牲键,这些牺牲键可以断裂和重组,这意味着胶原蛋白可以不断延伸和吸收能量,而不会破坏结构的骨架。对抛光骨碎片表面的测试产生了类似的结果,促使作者得出结论:“在胶原蛋白分子内部或之间发现的牺牲键可能部分地解释了骨骼的韧性。”
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约克大学的约翰·柯里在随附的评论中警告说,这些发现虽然可能对理解骨骼的行为很重要,但仍然非常初步。科学家们无疑将继续研究胶原蛋白的强度,因为正如作者指出的那样,它是“人体内最丰富的蛋白质,是包括骨骼、肌腱和皮肤在内的多种组织的结构成分。”