研究人員說(shuō)，捕食者的尖牙中微小的晶體結(jié)構(gòu)可以激發(fā)強(qiáng)大的透明材料。

龍魚(yú)嘴巴張開(kāi)，內(nèi)側(cè)有鋒利透明的牙齒，幾乎消失在深海的黑暗中。

謙遜的龍魚(yú)潛伏在暮色區(qū)域，海洋表面以下1600多英尺stylechina.com。黑暗，鰻魚(yú)般，大約3.5英寸長(zhǎng)，這些深海生物發(fā)光生物發(fā)光，并進(jìn)化出一個(gè)復(fù)雜的感官系統(tǒng)，使他們能夠檢測(cè)到海洋陰影領(lǐng)域中最微妙的運(yùn)動(dòng)，然后吸引和捕捉他們的獵物。

在周三發(fā)表在Matter雜志上的一篇論文中，科學(xué)家們展示了龍魚(yú)的另一層復(fù)雜性：Aristostomias scintillans的薄而鋸齒狀的牙齒是由納米尺度的晶體顆粒組成。這些納米晶體的組成和結(jié)構(gòu)使得龍魚(yú)的尖牙比一些最兇猛的魚(yú)類捕食者的牙齒透明和強(qiáng)壯，如大白鯊和食人魚(yú)。

這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)引起了海洋生物學(xué)家和材料科學(xué)家的興趣。龍魚(yú)不是強(qiáng)壯的游泳運(yùn)動(dòng)員，所以研究人員想知道他們是如何吃的。

“他們基本上都在水柱里閑逛，”羅德島大學(xué)的魚(yú)類生物學(xué)家Jacqueline Webb說(shuō)?！耙?yàn)樗鼈儾荒茉趯?shí)驗(yàn)室中活著進(jìn)行研究，任何能夠深入了解這些魚(yú)類生物學(xué)的觀察結(jié)果都是非常有價(jià)值的。”

華盛頓特區(qū)喬治城大學(xué)的材料物理學(xué)家Emanuela Del Gado表示，對(duì)于材料科學(xué)家而言，了解龍魚(yú)齒的細(xì)節(jié)可能有助于產(chǎn)生既堅(jiān)固又透明的新型合成材料。她和韋伯博士都沒(méi)有參與研究。

Marc A. Meyers是新論文的主要作者，加州大學(xué)圣地亞哥分校的材料科學(xué)家，長(zhǎng)期以來(lái)一直在研究動(dòng)物，以開(kāi)發(fā)新材料。在巨嘴鳥(niǎo)的喙，鮑魚(yú)和棱皮龜?shù)臍?，以及穿山甲和短吻鱷的鱗片中，他發(fā)現(xiàn)了在實(shí)驗(yàn)室中合成或模仿時(shí)可能具有潛在真實(shí)世界應(yīng)用的結(jié)構(gòu)。

2017年，邁爾斯博士訪問(wèn)了他的同事，圣地亞哥斯克里普斯海洋學(xué)研究所的Dimitri Deheyn。研究生物發(fā)光的Deheyn博士在他的研究中遇到了龍魚(yú)，并且長(zhǎng)期以來(lái)一直想知道為什么這些生物有透明的牙齒。在檢查Deheyn博士的冰凍深海魚(yú)類收集品 - 其中包括可怕的鯊魚(yú)和寬面鯰魚(yú) - Meyers博士同樣引起了人們的興趣。Deheyn博士切斷了一條龍魚(yú)的頭部，并向Meyers博士提供樣品，與他在德國(guó)薩爾布呂肯的萊布尼茨新材料研究所的同事們進(jìn)行分析。

當(dāng)邁爾斯博士及其同事用電子顯微鏡仔細(xì)研究牙齒時(shí)，他們驚訝地發(fā)現(xiàn)直徑為5到20納米的微小晶體嵌入整個(gè)牙齒中?！捌鸪?，我們認(rèn)為它是某種玻璃，”邁爾斯博士說(shuō)。該結(jié)構(gòu)與人類牙齒中的牙釉質(zhì)不同。

這些納米晶體的組成使得牙齒不僅堅(jiān)固而且透明。龍魚(yú)可能已經(jīng)進(jìn)化出這種牙齒以幫助它們成為有效的捕食者。

韋伯博士說(shuō)：“他們張大嘴巴，帶有透明的劍狀牙齒，有效地消失在周圍的黑色中?！?/p>

在羅利的北卡羅萊納州立大學(xué)研究生物激發(fā)納米結(jié)構(gòu)的Chih-Hao Chang說(shuō)，在龍魚(yú)的鉤狀牙齒中發(fā)現(xiàn)的納米晶體可以作為透明和機(jī)械強(qiáng)度的新材料的模板。

“仿生學(xué)為工程師提供了許多靈感，這是另一個(gè)很好的例子，”張博士說(shuō)?！斑@只是為了展示我們身邊的自然美景，仔細(xì)觀察是非常有益的?！?/p>