Varför håller ett ägg mellan två händer och pressar längs sin långa axel gör det nästan omöjligt att bryta? Professor Marc Andre Meyers blev först förbryllad över detta som barn som växte upp i Brasilien. Han föreslog därefter problemet till sina elever som resulterade i papperet ’ naturens tekniska keramik: avian eggshell ’ publiceras idag i Journal of the Royal Society gränssnitt.

äggskalets funktion är att skydda embryot från miljön, men det kan inte vara för starkt annars skulle kycklingen inte kunna bryta ut och kläcka. Den är gjord av kalciumkarbonat, en viktig biomineral, som skiljer sig från hydroxiapatit, Mineralkomponenten i benet.

i studien testades ägg av olika storlekar, från vaktel till struts, på deras styrka med hjälp av ett elektromekaniskt system som komprimerade äggen mellan två gummibitar. När ett ägg komprimeras på detta sätt utvecklas dragspänningar radiellt i skalet. Det är först när denna radiella dragspänning når en kritisk nivå, lika med draghållfastheten hos kalciumkarbonat, att ägget bryts.

kycklingägg visade sig ha en tryckhållfasthet på 100 kg, medan strutsägg gav värden på mer än 1000 kg. Storlek och skaltjocklek var de viktigaste faktorerna för att bestämma skalstyrkan. Äggskalens styrka minskar med ökande storlek och därmed tjocklek, men kraften som krävs för att bryta ägget ökar eftersom spänningen (kraft/område) är mindre.

Professor Meyers var glad att äntligen få ett svar på den fråga som har förbryllat honom i flera år:

”vi svarade på paradoxen som ställdes för mig för femtio år sedan, och det gör mig väldigt glad. Detta papper avslöjade för första gången mekanismen genom vilken äggen bryts när de utsätts för axiell kompression. Det är inte kompressionen av mina händer som bryter ägget, men spänningen genereras radiellt.”

på tal om att utöka arbetet sa han:

”vi skulle vilja kontrollera universaliteten i våra ekvationer genom att testa ägg av alla slags fåglar. Det finns en mängd intressanta fåglar som vi inte testade eftersom deras ägg är svåra att få tag på: pingviner, örnar, dinosaurier…”

år 2015 var antalet bordsägg som producerades i Amerika 83, 1 miljarder. Av dessa förväntas ungefär 6.4% skadas eller brytas mellan produktionen och att nå konsumenten. Och med ett dussin ägg i genomsnitt $ 2.47 motsvarar detta en förlust på över en miljard dollar årligen i USA ensam.

att förstå biomekaniken hos äggskal har aldrig varit så viktigt.