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10.11.2006 15:38

Eine Hierarchie, die zusammenhält

Dr. Andreas Trepte Abteilung Kommunikation
Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

    Ein bislang unentdecktes Bauprinzip im Nanometerbereich schützt Knochen vor Brüchen - selbst wenn große Kräfte auf sie einwirken

    Knochen sind extrem stabil und dennoch verformbar. Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung haben jetzt einen weiteren Grund dafür gefunden. Dank ihrer hierarchischen Struktur wirkt eine äußere Kraft nämlich nur zu einem Bruchteil auf ihre kleinsten Baueinheiten: Der ganze Knochen dehnt sich viel mehr als seine einzelnen Fasern, die sich geschmiert von einer dünnen Klebeschicht gegeneinander verschieben. Die Fasern wiederum dehnen sich stärker als die Mineralpartikel, die sie enthalten. Weil die sehr starren Mikropartikel nicht der ganzen Kraft ausgesetzt sind, brechen sie nicht so schnell. Und auch der ganze Knochen bleibt unversehrt (PNAS, November 2006).

    Weitere Informationen:

    http://goto.mpg.de/mpg/pri/20061110/

    Bilder

    Abb.: Die hierarchische Struktur von Knochen ermöglicht eine hierarchische Deformation aufgrund eines schrittweisen Transfers der Last bis auf die Nanoebene. Die gelben Zylinder zeigen mineralisierte Kollagenfibrillen im Längenschnitt, die roten Tafeln stellen Apatitkristalle dar, die innerhalb der Kollagenmatrix der Fibrillen eingebettet sind. Die grünen Bereiche symbolisieren die extrem verformbare Klebeschicht zwischen den Fibrillen. Die Belastung nimmt von dem abgebildeten Gewebe (links) zur Mineralpartikelebene (rechts) im Verhältnis von 12:5:2 ab.
    Abb.: Die hierarchische Struktur von Knochen ermöglicht eine hierarchische Deformation aufgrund eine ...
    Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung
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    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Biologie, Chemie, Ernährung / Gesundheit / Pflege, Informationstechnik, Medizin, Sportwissenschaft, Werkstoffwissenschaften
    überregional
    Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
    Deutsch

     

    Abb.: Die hierarchische Struktur von Knochen ermöglicht eine hierarchische Deformation aufgrund eines schrittweisen Transfers der Last bis auf die Nanoebene. Die gelben Zylinder zeigen mineralisierte Kollagenfibrillen im Längenschnitt, die roten Tafeln stellen Apatitkristalle dar, die innerhalb der Kollagenmatrix der Fibrillen eingebettet sind. Die grünen Bereiche symbolisieren die extrem verformbare Klebeschicht zwischen den Fibrillen. Die Belastung nimmt von dem abgebildeten Gewebe (links) zur Mineralpartikelebene (rechts) im Verhältnis von 12:5:2 ab.


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