Science评论： 开心果果壳坚固的秘密被揭示
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关键词：
Science揭示
资讯来源：中国生物技术网 + 订阅账号
发布时间：
2021-08-16
2021年8月11日，
Royal Society Open Science
杂志发表了来自University of Natural Resources and Life Sciences Vienna学校的Notburga Gierlinger课题组题为“Twist and lock: nutshell structures for high strength and energy absorption”的研究论文。
该研究
深入研究了核桃和开心果的果壳，揭示了两种坚果壳细胞在厚度和俯仰角方面表现出差异，解释了纳米级的不同机械性能，突出了细胞形式及其互锁方式以及细胞壁组成和结构对机械保护的作用。
此外，介于该文章的有趣性，Science杂志在线发表了
题为“Pistachios wallop walnuts as the toughest nut to crack”的评论文章。
像玻璃这样坚硬的材料往往很脆，而且相对容易破裂的材料往往是柔韧的，如蜘蛛丝。而开心果的壳结合了刚度和韧性，实现了材料科学的圣杯。
为了找出是什么原因让坚果如此难以破裂，该研究花了数年时间探索松树、开心果和核桃壳等的生物力学。两年前，他们发现了核桃壳坚韧的秘密：它由
具有互锁裂片
的
3D 拼图形细胞
组成。去年，他们发现开心果壳中的细胞也有这些裂片。大多数
坚果
壳都包含多种细胞，而
核桃和开心果只有一种
。
该研究使用微型计算机断层扫描仪和电子显微镜、原子力显微镜和红外显微镜在纳米尺度上检查了核桃壳和开心果壳的碎片。研究发现，与核桃壳中的细胞一样，开心果壳中的互锁细胞与 14 个相邻的细胞相连。两个壳中的细胞也有坚韧的细胞壁，里面装满了螺旋状的微纤维线圈。但拉伸强度测试表明，开心果壳材料要强得多，这可能是因为它的细胞的裂片数量是核桃细胞的三倍，这使它们相互锁定的表面积增加了30%。与核桃细胞不同，开心果细胞通过球形关节结构连接，类似于人类髋关节，如 3D 动画（下图）所示。
综上，该研究表明开心果壳的特性使其成为制造安全头盔和汽车保险杠等减震装置的理想选择。同时也可以提醒大家：如果你用牙齿咬开未开封的开心果，请瞄准一个薄弱点——接缝。
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