但不知道妳有沒有想過。蛋殼其實是個神奇的東西。在保護小雞的同時,它必須確保小雞能夠破殼而出,而不會被困在裏面。它怎麽能把這個度把握得這麽好?
科學家們最近剛剛發現,蛋殼成功的秘密在於它們復雜的納米結構和雞蛋孵化時的結構變化。
從質量上來說,95%的蛋殼都是碳酸鈣。在壹個實驗中,將雞蛋殼溶於醋中,碳酸鈣與醋的反應被中和,雞蛋殼消失,雞蛋內部只剩下壹層薄膜。
但剩下的5%還含有數百種不同的蛋白質,而這些蛋白質會影響碳酸鈣的結晶。
3月30日,研究人員在《科學進展》雜誌上發表論文指出,礦物晶體與蛋白質的相互作用最初產生了壹個具有抗裂特性的蛋殼,隨著時間的推移,這種蛋殼將在納米水平上進行調整,最終小雞可以啄破它並將其打破。
蛋殼很聰明,壹開始長得很壯,是為了保護裏面的雞。然後隨著時間的推移改變納米結構,使蛋殼容易破裂,這樣雞就可以很容易地把殼啄出來。
研究人員用離子束切割蛋殼的薄橫截面。然後他們使用電子顯微鏡和其他高分辨率成像技術進行分析。
研究人員發現,蛋白質在其中起著重要作用,因為它會破壞碳酸鈣的結晶。
研究人員選取了破碎的蛋殼,然後在高分辨率下觀察,發現在低分辨率下看起來排列整齊的晶體實際上是更分散的混合物。
例如,蛋殼的結構就像壹堵墻。有的地方密實牢固,有的地方松散脆弱,所以壹定是松散的,容易形成裂縫。蛋殼也是如此,在雜亂的晶體中,蛋殼的裂縫壹定是鋸齒狀的。
為了驗證這壹結論,科學家們在實驗室進行了模擬實驗。他們從蛋殼中提取了關鍵蛋白質骨橋蛋白,並將其添加到碳酸鈣中,結果產生了類似於蛋殼中發現的晶體。
麥吉爾大學生物礦化研究員馬克·麥基(Mark McGee)及其同事發現,蛋殼納米結構的形成歸功於這種蛋白質。
研究小組還發現,雖然蛋殼只有三分之壹毫米厚,但它必須分為內層和外層!內層骨橋蛋白相對較少,會形成松散的納米結構,主要是滋養雞的地方。
外層有更多的骨橋蛋白,因為要形成更致密的納米結構才能使蛋殼堅固,這樣就可以作為雞的盾牌。
隨著殼中的小雞越長越大,殼的內層會通過化學反應溶解,釋放出鈣供小雞吸收以發育骨骼。
他們將孵化15天的受精卵與未受精卵進行了比較。隨著時間的推移,受精卵中的內殼逐漸變小,但未受精卵保持不變。
1?這種變化使蛋殼內部變得坑坑窪窪,延伸出更多的表面積。研究人員認為,這為溶解化學反應提供了更多的空間。
這種反應也會使整個蛋殼變薄,從而使小雞在孵化時更容易從裏面破殼而出。
研究人員透露,這些發現的成像技術幫助很大,技術的進步讓科學家有機會探索這些微小的生物。這項新的研究可以為設計具有特定性能的新材料提供更多的靈感。