近日，西南交大機械工程學院摩擦學研究所與美國阿肯色大學Peter S. Ungar教授團隊合作，以西南交通大學為第一作者單位和共同通訊作者單位，在美國科學院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，簡稱PNAS)上撰文報道了牙齒磨損新模型。這是以西南交通大學為主導，發表在該著名綜合雜志上的第一篇論文。

PNAS于1914年創刊，被公認為世界四大名刊（Nature、Science、Cell、PNAS）之一。該文也被選為6篇亮點論文(particularly interesting articles)之一在期刊目錄欄中予以重點介紹。

一般條件下，軟材料先于硬材料屈服，難以對硬材料產生磨損。然而，西南交大摩擦學研究所的研究發現堅硬的牙齒可以被硬度比其低很多的軟材料磨損。分析其原因，牙齒是一種具有復雜分級結構的人體組織。在納觀尺度下，牙釉質由直徑為70nm左右的羥基磷灰石顆粒通過蛋白質層粘結而成。因此，在滑動過程中，僅當剪切力足以使蛋白質粘結層破壞時，即可使羥基磷灰石顆粒脫落，磨損發生。這在一定程度上避免了牙齒表面的應力集中以及裂紋的萌生與擴展。

該牙齒磨損模型的提出澄清了古生物學研究中長期爭論的問題植物中富含的硬度較低的非晶二氧化硅顆粒（植硅體）能否使牙齒產生磨損？古生物學家通常通過分析牙齒的磨損來重建古脊椎動物的食性，但牙齒表面的磨損更多地反映其生活習性還是飲食習性，目前尚無定論。例如，部分學者認為植物中的植硅體太軟而不能使牙齒發生磨損，牙齒的磨損更多地源于粘在食物上的砂粒，由此，牙齒的磨損更多地反映古脊椎動物的生活習性。而該論文的研究給出了軟材料使牙齒表面產生磨損的直接證據，并提出了新的牙齒磨損模型予以解釋。因此，植硅體完全有可能使牙齒產生磨損，牙齒的磨損更多地反映了古脊椎動物的食性。同時，這項工作也為建立牙釉質微觀摩擦磨損機理奠定了基礎，為牙齒仿生材料的研究提供了重要的理論依據。

論文鏈接：http://www.pnas.org/content/112/34/10669

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