【Science評論】,開心果果殼堅固的秘密被揭示

大多數堅果殼都包含多種細胞,而核桃和開心果只有一種。

2021年8月11日,Royal SocietyOpen Science雜誌發表了來自University of Natural Resources and Life Sciences Vienna學校的Notburga Gierlinger課題組題為“Twist and lock: nutshell structures for high strength and energy absorption”的研究論文。該研究深入研究了核桃和開心果的果殼,揭示了兩種堅果殼細胞在厚度和俯仰角方面表現出差异,解釋了納米級的不同機械效能,突出了細胞形式及其互鎖管道以及細胞壁組成和結構對機械保護的作用。

此外,介於該文章的有趣性,Science雜誌線上發表了題為“Pistachios wallop walnuts as the toughest nut to crack”的評論文章。

像玻璃這樣堅硬的資料往往很脆,而且相對容易破裂的資料往往是柔韌的,如蜘蛛絲。而開心果的殼結合了剛度和韌性,實現了材料科學的聖杯。為了找出是什麼原因讓堅果如此難以破裂,該研究花了數年時間探索松樹、開心果和核桃殼等的生物力學。兩年前,他們發現了核桃殼堅韌的秘密:它由具有互鎖裂片的3D拼圖形細胞組成。去年,他們發現開心果殼中的細胞也有這些裂片。大多數堅果殼都包含多種細胞,而核桃和開心果只有一種。

核桃與開心果殼,以及組成它們的細胞結構

該研究使用微型電腦斷層掃描儀和電子顯微鏡、原子力顯微鏡和紅外顯微鏡在納米尺度上檢查了核桃殼和開心果殼的碎片。研究發現,與核桃殼中的細胞一樣,開心果殼中的互鎖細胞與14個相鄰的細胞相連。兩個殼中的細胞也有堅韌的細胞壁,裡面裝滿了螺旋狀的微纖維線圈。但拉伸强度測試表明,開心果殼資料要强得多,這可能是因為它的細胞的裂片數量是核桃細胞的三倍,這使它們相互鎖定的表面積新增了30%。與核桃細胞不同,開心果細胞通過球形關節結構連接,類似於人類髖關節,如3D動畫(下圖)所示。

視頻:開心果果殼中彼此牢牢鎖住的“拼圖細胞”

綜上,該研究表明開心果殼的特性使其成為製造安全頭盔和汽車保險杠等减震裝置的理想選擇。同時也可以提醒大家:如果你用牙齒咬開未開封的開心果,請瞄準一個薄弱點——接縫。

文章來源“iPlants”公眾號

本文版權歸原作者所有,文章內容不代表平臺觀點或立場。如有關於文章內容、版權或其他問題請與我方聯系,我方將在核實情况後對相關內容做删除或保留處理!

本文標題: 【Science評論】,開心果果殼堅固的秘密被揭示
永久網址: https://www.laoziliao.net/doc/1656048583606330
相关資料
《Nature》新子刊,基於證據的高熵合金推薦系統!
現有的探索高熵合金的數據驅動方法面臨三個挑戰:大量的元素組合候選,設計適當的描述符,以及有限且有偏差的現有數據。為了克服這些問題,在此,來自日本科學技術高級研究所的Hieu-ChiDam等研究者,展示了一個基於證據的資料推薦系統的發展,該系
標籤: nature 高熵合金 推薦系統 科普
貴州大學《AFM》,7納米“積木”搭出新型催化劑用於燃料電池!
直接乙醇燃料電池是清潔和可再生的電力來源,在緩解化石能源和環境問題方面獲得了越來越多的關注。製備綜合性能優良的乙醇燃料電池用金屬電催化劑是一個亟待解决的問題。來自貴州大學等組織的研究人員,報導了一種由亞7nm積木編織而成的新型3DAu摻雜P
標籤: 燃料電池 積木 科普
腦中風倖存者,多運動,可大幅度减低全因死亡率
在對普通人群的研究中,身體活動與心血管疾病、中風和死亡風險的降低密切相關,而且是以劑量依賴的管道。卒中患者在亞急性和慢性階段有過多的血管疾病和死亡風險,囙此是PA相關干預措施的合適人選,以减少這種風險。
標籤: 死亡率 心血管病 健康
Nature子刊,|,重大進展!趙選賀團隊受藤壺啟發的超級組織粘合劑,15秒內止血、密封
組織和器官相關的出血可能危及生命,並且由於損傷的高度時間敏感性和複雜性而難以治療。不受控制的出血是世界上主要的死亡原因之一,每年造成超過200萬人死亡。組織粘合劑通常不適用於覆蓋有血液或其他體液的組織。這種排斥交聯機制使藤壺膠啟發的生物粘合
標籤: 藤壺 凝血