生物矿物进化中的小错配韧性
摘要：生物体中最坚硬的材料是生物合成的晶体矿物质，也是非常耐折的生物矿物质。生物矿物质的介观结构包括晶粒的尺寸、形状、空间排列和晶体取向，在介观尺度（10纳米-10微米）可观测。我们展示了多种生物矿物质，包括贝壳中的珍珠母和棱柱、珊瑚骨骼和海鞘的棘细胞具有不同的介观结构，但它们在介观尺度上收敛到相似的、小于30度的晶体之间微小（misorientations）。我们表明，这种微小的misorientations是一种有效的增强机制，通过对介观结构的偏振依赖成像对比（PIC）和偏离取向的双晶的分子动力学（MD）模拟的结合，我们发现微小的misorientations使双晶变得更耐折，从而解释了为什么它们独立而趋同地进化：防止折断对不同生物体来说是一个明显的进化优势。
作者：Andrew J. Lew, Cayla A. Stifler, Connor A. Schmidt, Markus J. Buehler, Pupa U. P. A. Gilbert
论文ID：2108.07877
分类：Biological Physics
分类简称：physics.bio-ph
提交时间：2021-08-19