การเปลี่ยนแปลงระดับนาโนเกิดขึ้นเมื่อไข่ไก่ฟักตัวเปลือก สล็อตเว็บตรง แตกง่าย ไข่ไก่มีงานที่ยากลำบาก: ต้องปกป้องลูกไก่ที่กำลังพัฒนา แต่สุดท้ายก็ปล่อยให้ลูกไก่หลุดเป็นอิสระ เคล็ดลับสู่ความสำเร็จอยู่ในโครงสร้างนาโนที่ซับซ้อน และโครงสร้างนั้นเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อไข่ฟักตัว
เปลือกไข่ไก่มีแคลเซียมคาร์บอเนตประมาณ 95 เปอร์เซ็นต์โดยมวล แต่พวกมันยังมีโปรตีนหลายร้อยชนิดที่มีอิทธิพลต่อการตกผลึกของแคลเซียมคาร์บอเนต ปฏิสัมพันธ์ระหว่างผลึกแร่และโปรตีนทำให้เปลือกไข่มีความทนทานต่อการแตกร้าวในขั้นต้น ในขณะที่ทำการปรับระดับนาโนเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งจะทำให้ลูกไก่จิกทางออก ได้ใน ที่สุดนักวิจัยรายงานออนไลน์ในวันที่ 30 มีนาคมในScience Advances
นักวิจัยใช้ลำแสงไอออนตัดขวางบางๆ ในเปลือกไข่ไก่
จากนั้นจึงวิเคราะห์เปลือกด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนและเทคนิคการถ่ายภาพความละเอียดสูงอื่นๆ ทีมงานพบว่าโปรตีนขัดขวางการตกผลึกของแคลเซียมคาร์บอเนต ดังนั้นสิ่งที่ดูเหมือนว่าความละเอียดต่ำจะเป็นผลึกที่เรียงตัวกันอย่างเรียบร้อย แท้จริงแล้วเป็นความสับสนที่กระจัดกระจายมากขึ้น แนวที่ไม่ตรงนี้สามารถช่วยให้วัสดุมีความยืดหยุ่นมากขึ้น: แทนที่จะกระจายโดยไม่มีสิ่งกีดขวาง รอยแตกจะต้องซิกแซกและแซกผ่านผลึกที่มีสัญญาณรบกวน
ห้องปฏิบัติการทดสอบสำรองข้อมูลการค้นพบนี้: นักวิจัยได้เพิ่มโปรตีนที่สร้างเปลือกที่สำคัญที่เรียกว่า osteopontin ลงในแคลเซียมคาร์บอเนตเพื่อให้ได้ผลึกเหมือนที่เห็นในเปลือกไข่ การปรากฏตัวของโปรตีนนั้นทำให้ผลึกแคลเซียมคาร์บอเนตก่อตัวในรูปแบบนาโนโครงสร้าง มากกว่าที่จะเรียบและเป็นผลึก ผู้ร่วมวิจัย Marc McKee นักวิจัยด้าน biomineralization ที่ McGill University ในมอนทรีออลและเพื่อนร่วมงานพบว่า
ทีมงานยังพบความผันแปรของโครงสร้างในระดับนาทีทั่วทั้งเปลือกไข่ แม้ว่าจะมีความหนาเพียงประมาณหนึ่งในสามของมิลลิเมตรเท่านั้น ชั้นในมี osteopontin น้อยกว่า นำไปสู่โครงสร้างนาโนที่ใหญ่ขึ้น นั่นอาจทำให้เปลือกชั้นในมีความยืดหยุ่นน้อยกว่าเปลือกนอกซึ่งสมเหตุสมผล McKee กล่าว เปลือกชั้นนอกต้องแข็งพอที่จะปกป้องลูกไก่ ในขณะที่เปลือกชั้นในจะหล่อเลี้ยงลูกไก่ที่กำลังพัฒนา
เมื่อเวลาผ่านไป ชั้นในของเปลือกจะละลายโดยปฏิกิริยาเคมี ปล่อยแคลเซียมออกมาเพื่อสร้างกระดูกที่กำลังพัฒนาของลูกไก่ เปลือกไข่ได้รับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเพื่ออำนวยความสะดวกในกระบวนการนั้น McKee และเพื่อนร่วมงานของเขาพบ
นักวิจัยเปรียบเทียบไข่ที่ปฏิสนธิเป็นเวลา 15 วันกับไข่ที่ไม่ได้รับการปฏิสนธิ เมื่อเวลาผ่านไป โครงสร้างนาโนที่มีต่อเปลือกชั้นในจะเล็กลงในไข่ที่ปฏิสนธิแล้ว แต่ยังคงเหมือนเดิมในไข่ที่ไม่ได้ผสมพันธุ์ การเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้พื้นผิวด้านในของเปลือกไข่มีพื้นผิวขรุขระมากขึ้น และเมื่อขยายออกก็จะมีพื้นที่ผิวมากขึ้นด้วย นักวิจัยเสนอให้มีพื้นที่มากขึ้นสำหรับปฏิกิริยาเคมีที่ละลายเปลือก ปฏิกิริยาดังกล่าวยังทำให้เปลือกโดยรวมบางลง ทำให้ลูกไก่สามารถเจาะทะลุจากด้านในได้ง่ายขึ้นเมื่อถึงเวลาฟักไข่
ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการถ่ายภาพช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ค้นพบรายละเอียดใหม่ๆ เช่นนี้ แม้แต่ในวัตถุที่คุ้นเคยเหมือนกับเปลือกไข่ไก่ Lara Estroff นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุจาก Cornell University ซึ่งไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการวิจัยกล่าว ในการเชื่อมโยงการทำงานของเปลือกไข่กับโครงสร้างเนื้อละเอียด การศึกษาใหม่นี้สามารถให้แรงบันดาลใจในการออกแบบวัสดุชนิดใหม่ที่มีคุณสมบัติเฉพาะ
เซลล์หัวใจที่มีชีวิตทำให้วัสดุนี้เปลี่ยนสีเหมือนกิ้งก่า
แถบไฮโดรเจลเปลี่ยนสีได้เมื่อหดตัวและขยายตัวในการประดิษฐ์วัสดุเปลี่ยนสีใหม่ นักวิทยาศาสตร์ได้รับแรงบันดาลใจจากหนึ่งในผู้เชี่ยวชาญด้านการปลอมตัวของธรรมชาติ นั่นคือกิ้งก่า
ฟิล์มบางที่ทำจากเซลล์หัวใจและไฮโดรเจลเปลี่ยนสีเมื่อฟิล์มหดตัวหรือยืดออก เหมือนกับผิวหนังกิ้งก่า เอกสารนี้ ซึ่งอธิบายออนไลน์ในวันที่ 28 มีนาคมในScience Roboticsสามารถใช้เพื่อทดสอบยาใหม่ ๆ หรืออาจสร้างหุ่นยนต์พรางตัว
วัสดุนี้ทำจากแผ่นไฮโดรเจลบางกระดาษที่แกะสลักด้วยลวดลายนาโนคริสตัล ราดด้วยชั้นเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจที่มีชีวิตจากหนู เซลล์เหล่านี้หดตัวและขยายตัว – เช่นเดียวกับที่พวกมันทำในหัวใจของหนูจริงเพื่อให้มันเต้น – ทำให้ไฮโดรเจลที่อยู่ด้านล่างหดตัวและยืดออกเช่นกัน การเคลื่อนไหวดังกล่าวจะเปลี่ยนวิธีที่แสงสะท้อนจากคริสตัลที่แกะสลักทำให้วัสดุสะท้อนแสงสีน้ำเงินมากขึ้นเมื่อหดตัว และแสงสีแดงมากขึ้นเมื่อรู้สึกผ่อนคลาย
การออกแบบนี้จำลองตามนาโนคริสตัลที่ฝังอยู่ในผิวหนังกิ้งก่าซึ่งสะท้อนแสงสีต่างๆ เมื่อยืดออก ( SN Online: 3/13/15 )
เมื่อนักวิจัยรักษาวัสดุด้วยยาที่ปกติใช้เพื่อเพิ่มอัตราการเต้นของหัวใจ ฟิล์มจะเปลี่ยนสีเร็วขึ้น แสดงว่าเซลล์หัวใจเต้นเร็วขึ้น การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าวัสดุดังกล่าวสามารถช่วยให้นักพัฒนายาติดตามว่าเซลล์หัวใจตอบสนองต่อยาใหม่ ๆ อย่างไร ผู้เขียนร่วมการศึกษา Luoran Shang นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยตะวันออกเฉียงใต้ในหนานจิง ประเทศจีน กล่าว หรือฟิล์มประเภทนี้สามารถใช้ทำสกินที่เปลี่ยนสีได้สำหรับหุ่นยนต์ที่อ่อนนุ่ม Shang กล่าว สล็อตเว็บตรง แตกง่าย
