miksi munan pitäminen kahden käden välissä ja sen pitkää akselia pitkin painaminen tekee sen murtumisen lähes mahdottomaksi? Professori Marc Andre Meyers ihmetteli asiaa ensimmäisen kerran lapsena Brasiliassa. Hän myöhemmin ehdotti ongelma hänen opiskelijat, jotka johtivat paperin ”Nature’ s technical ceramic: the avian eggshell ’ julkaistu tänään Journal of the Royal Society Interface.

munankuoren tehtävä on suojata alkiota ympäristöltä, mutta se ei voi olla liian voimakas, muuten poikanen ei pääsisi purkautumaan ja kuoriutumaan. Se on valmistettu kalsiumkarbonaatista, joka on tärkeä biomineraali, joka eroaa luun mineraalikomponentista hydroksiapatiitista.

tutkimuksessa testattiin erikokoisia munia viiriäisistä strutseihin käyttäen sähkömekaanista järjestelmää, jossa munat puristettiin kahden kuminpalan väliin. Kun muna puristetaan tällä tavoin, vetojännitykset kehittyvät säteittäisesti kuoreen. Muna rikkoutuu vasta, kun tämä säteittäinen vetojännitys saavuttaa kriittisen tason, joka vastaa kalsiumkarbonaatin vetolujuutta.

kananmunien puristuslujuuden havaittiin olevan 100 lbs, kun taas strutsin munien arvo oli yli 1000 lbs. Koko ja kuoren paksuus olivat tärkeimmät tekijät kuoren lujuuden määrittämisessä. Munankuorien vahvuus vähenee koon ja sitä kautta paksuuden kasvaessa, mutta munan rikkomiseen tarvittava voima kasvaa, koska rasitus (voima/pinta-ala) on pienempi.

professori Meyers oli iloinen saadessaan vihdoin vastauksen häntä vuosia askarruttaneeseen kysymykseen:

”vastasimme paradoksiin, joka esitettiin minulle viisikymmentä vuotta sitten, ja se tekee minut hyvin onnelliseksi. Tämä paperi paljasti ensimmäistä kertaa mekanismin, jolla munat hajoavat joutuessaan aksiaalisen puristuksen kohteeksi. Se ei ole minun käsieni puristus, joka rikkoo munan, vaan jännitys, joka syntyy säteittäisesti.”

puhuessaan teoksen laajentamisesta hän sanoi:

” haluaisimme tarkistaa yhtälöidemme universaalisuuden testaamalla kaikenlaisten lintujen munia. On olemassa erilaisia mielenkiintoisia lintuja, joita emme testanneet, koska niiden munia on vaikea löytää: pingviinit, kotkat, dinosaurukset…”

vuonna 2015 Amerikassa tuotettiin 83,1 miljardia pöytämunaa. Näistä noin 6,4 prosentin odotetaan vahingoittuvan tai rikkoutuvan tuotannon ja kuluttajan saavuttamisen välillä. Ja kun tusina munaa maksaa keskimäärin 2,47 dollaria, se merkitsee yli miljardin dollarin vuosittaista menetystä yksistään Yhdysvalloissa.

munankuorien biomekaniikan ymmärtäminen ei ole koskaan ollut näin tärkeää.