dlaczego trzymanie jajka między dwiema rękami i naciskanie wzdłuż jego długiej osi sprawia, że prawie nie można go złamać? Profesor Marc Andre Meyers był tym zaskoczony jako dziecko dorastające w Brazylii. Następnie zaproponował problem swoim uczniom, co zaowocowało pracą ” Ceramika techniczna Natury: the avian eggshell ” opublikowane dziś w Journal of the Royal Society.

zadaniem skorupki jaja jest ochrona zarodka przed środowiskiem, ale nie może być zbyt silna, w przeciwnym razie pisklę nie byłoby w stanie się wyrwać i wylęgnąć. Zbudowany jest z węglanu wapnia, ważnego biomineralu, który różni się od hydroksyapatytu, mineralnego składnika kości.

w badaniu jaja o różnych rozmiarach, od przepiórek po strusia, testowano pod kątem ich wytrzymałości za pomocą systemu elektromechanicznego, który ściskał jaja między dwoma kawałkami gumy. Gdy jajo jest ściśnięte w ten sposób, naprężenia rozciągające rozwijają się promieniowo w skorupie. Tylko wtedy, gdy to promieniowe naprężenie rozciągające osiągnie poziom krytyczny, równy wytrzymałości na rozciąganie węglanu wapnia, jajo pęka.

jaja kurze miały wytrzymałość na ściskanie 100 funtów, podczas gdy jaja strusie dawały wartości ponad 1000 funtów. Wielkość i grubość skorupy były najważniejszymi czynnikami przy określaniu wytrzymałości skorupy. Siła skorupek jaj zmniejsza się wraz ze wzrostem rozmiaru, a tym samym grubości, ale siła wymagana do rozbicia jaja wzrasta, ponieważ stres (Siła/obszar) jest mniejszy.

profesor Meyers cieszył się, że w końcu znalazł odpowiedź na pytanie, które od lat go zastanawia:

„odpowiedzieliśmy na paradoks, który został mi postawiony pięćdziesiąt lat temu i to mnie bardzo cieszy. W pracy tej po raz pierwszy ujawniono mechanizm, za pomocą którego jaja pękają po poddaniu ich ściskaniu osiowemu. To nie kompresja moich rąk łamie jajko, ale napięcie generowane promieniowo.”

mówiąc o rozszerzeniu pracy, powiedział:

” chcielibyśmy sprawdzić uniwersalność naszych równań, testując jaja WSZYSTKICH rodzajów ptaków. Jest wiele ciekawych ptaków, których nie testowaliśmy, ponieważ trudno jest zdobyć ich jaja: pingwiny, orły, dinozaury…”

w 2015 roku liczba jaj konsumpcyjnych wyprodukowanych w Ameryce wynosiła 83,1 miliarda. Oczekuje się, że około 6,4% z nich ulegnie uszkodzeniu lub uszkodzeniu między produkcją a dotarciem do konsumenta. A z tuzinem jajek średnio 2,47 dolara to oznacza stratę ponad miliarda dolarów rocznie w samych Stanach Zjednoczonych.

zrozumienie biomechaniki skorupek jaj nigdy nie było tak ważne.