Av Ruth Milne, Royal Society
Hvorfor holder et egg mellom to hender og presser langs sin lange akse gjør det nesten umulig å bryte? Professor Marc Andre Meyers ble først forvirret av dette som et barn som vokser opp i Brasil. Han har senere foreslått problemet til sine studenter som resulterte i papiret ‘ Naturens tekniske keramikk: avian eggeskall ‘ publisert i Dag I Journal Of The Royal Society Interface.
eggeskallets funksjon er å beskytte embryoet fra miljøet, men det kan ikke være for sterkt ellers ville kyllingen ikke kunne bryte ut og luke. Den er laget av kalsiumkarbonat, et viktig biomineral, som er forskjellig fra hydroksyapatitt, mineralkomponenten i bein.
i studien ble egg av forskjellige størrelser, fra vaktel til struts, testet på deres styrke ved hjelp av et elektromekanisk system som komprimerte eggene mellom to stykker gummi. Når et egg komprimeres på denne måten, utvikles strekkspenninger radialt i skallet. Det er først når denne radiale strekkspenningen når et kritisk nivå, lik strekkstyrken av kalsiumkarbonat, at egget bryter.
Kyllingegg ble funnet å ha en trykkfasthet på 100 lbs, mens strutsegg ga verdier på mer enn 1000 lbs. Størrelse og skalltykkelse var de viktigste faktorene for å bestemme skallstyrken. Styrken på eggeskall reduseres med økende størrelse og dermed tykkelse, men kraften som kreves for å bryte egget øker fordi spenningen (kraft / område)er mindre.
Professor Meyers var glad for endelig å få svar på spørsmålet som har vært forvirrende for ham i årevis:
«vi svarte paradokset som ble stilt til meg femti år siden, og det gjør meg veldig glad. Dette papiret avslørte for første gang mekanismen som eggene bryter når de blir utsatt for aksial kompresjon. Det er ikke kompresjonen av hendene mine som bryter egget, men spenningen som genereres radialt.»
Snakker om å utvide arbeidet, sa han:
«vi ønsker å sjekke universalitet av våre ligninger ved å teste egg av alle typer fugler. Det finnes en rekke interessante fugler som vi ikke testet fordi eggene deres er vanskelige å komme forbi: pingviner, ørn, dinosaur … «
i 2015 var antall bordegg produsert i Amerika 83,1 milliarder. Av disse forventes omtrent 6,4% å bli skadet eller ødelagt mellom produksjon og nå forbrukeren. Og med et dusin egg i gjennomsnitt $2.47 tilsvarer dette et tap på over en milliard dollar årlig i USA alene.
Forstå biomekanikk av eggeskall har aldri vært så viktig.
Mer informasjon: Eric N. Hahn et al. Naturens tekniske keramikk: avian eggeskall, Journal Of The Royal Society Interface (2017). DOI: 10.1098 / rsif.2016.0804
Tidsskrift For Den Norske Lægeforening
Levert av Royal Society