人体最坚硬的部位是哪里?是骨骼,还是牙齿?

subtitle 钟铭聊科学 2019-12-04 18:06 跟贴 5 条

毫无疑问,人体最坚硬的部位是牙齿。

具体原因,我们从科学角度来简单分析一下。

硬度的标准

其实,科学家在研究一项事情之前,会先给自己研究的对象下定义,这套工作法其实是由牛顿总结出来的,牛顿在他的著作《自然哲学的数学原理》中,超过1半的篇幅都在下定义,比如:质量的定义,就是他制定的。

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除了定义之外,科学家还要求实验对象可以通过一些手段,测量出来。

比如:距离,就可以通过尺子来测量出来;质量,可以通过称来称量出来。

以上这些都是科学家所使用的研究方法,我们虽然不是科学家,但我们可以用这些研究方法来回答今天的问题:人体最坚硬的部位是什么?

首先,我们给硬度下一个定义,硬度,是指材料局部抵抗硬物压入其表面的能力。硬度分为三种,划痕硬度、压入硬度、回跳硬度。

测量人体硬度主要采用的是划痕硬度。

划痕硬度

划痕硬度指的是将一个物体沿棒划过,根据出现划痕的位置和长短判断这个物体的软硬。划痕硬度可以用莫氏硬度来表示,从0-10,硬度越高,相对应的莫氏硬度数字也越高。

比如:石墨的莫氏硬度为1;皮肤的莫氏硬度为1.5;指甲的莫氏硬度为2-3;骨骼的莫氏硬度是4-5;牙釉质的莫氏硬度为6-7;钻石的莫氏硬度为10。

从划痕硬度上讲,牙齿是最坚硬的人体部位。

牙齿为什么这么硬?

首先,我们看一下牙齿的结构,牙齿分为牙冠,牙颈,和牙根,而最坚硬的部分是牙冠(牙釉质),也就是我们平时观察到的牙齿。

牙冠是由羟基磷酸钙组成,这种物质会碳酸饮料中的碳酸发生反应,并腐蚀牙齿。其实这个很好理解,我们知道酸性物质本来容易腐蚀其他物质。我们平时刷牙时,牙膏中的氟化钠会与牙齿中的羟基磷酸钙发生反应,生成氟磷酸钙和NaOH,这种物质硬度更高,不容易与其他物质发生反应,可以保护牙齿。

其实,组成牙齿的羟基磷酸钙也是骨骼的成分,那为什么骨骼的硬度没有牙齿的硬度高呢?其实,这和密度有关,牙齿是高度钙化且致密的人体组织,因此硬度较高;而骨骼中的钙密度较小。

我们举个最简单的例子,植物的叶子和树干同样都是由大量纤维素组成,但叶子的密度和树干的密度不同,所造成的硬度也不同。

上面这一个原因是主要的原因,下面再补充一个其他因素。

你知道吗?骨骼其实是“活”的,当血液中缺钙时,骨骼会将自己一部分钙溶解补充到血液中。当骨骼里的钙大量流入到血液里时,骨骼的钙密度会进一步减少,容易造成骨质疏松。

咱们最后总结一下:

人体中最硬的部位是牙齿,根据莫氏测量法,牙齿的莫氏硬度为6-7,而骨骼的莫氏硬度只有4-5。莫氏测量法中,10代表着最高级,钻石的莫氏硬度就是10。

牙齿之所以这么坚固,其实和它的组成物质以及密度分不开,虽然牙齿和骨骼组成物质都含有羟基磷酸钙,但骨骼的密度比不上牙齿的密度。

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