TUhjnbcbe - 2024/11/5 8:23:00
本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。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。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。