為了讓消費電子產品的尺寸不斷縮小，工程師們也需要越來越小巧、且堅固的製造工具。 而周三發表於《科學報告》雜誌上的一項新研究，就從螞蟻牙齒上獲得了新的靈感。 據悉，這種昆蟲的微型咀嚼器比人的一根頭髮絲還細，但卻擁有強大的咬合力，足以切開堅固的葉片而不會導致自身受到任何損壞。

（圖自：University of Oregon / Robert Schofield）

研究人員稱，這一切都與螞蟻牙齒鋅原子的均勻排列有關，使得動物在咬東西時能夠均勻分配咬合力。 不過同樣的特性，有朝一日也可用到人造工具上。

研究配圖 – 1：螞蟻口器元素分布圖

美國能源部太平洋西北國家實驗室的高級研究科學家 Arun Devaraj，在週三發表於《科學報告》雜誌上的一項研究中，詳細介紹了有關螞蟻口器成分研究的論文。

研究配圖 – 2：樣品屬性測量圖像

Arun Devaraj 稱：「均勻分佈是它的基礎秘訣，且螞蟻口器甚至可在不劃破人類皮膚的情況下進行切割 —— 而我們甚至難以用自己的牙齒做到這一點」。。

研究配圖 – 3：硬度 / 彈性模量比較

為深入瞭解大自然的秘密，研究人員首先分離出了螞蟻口器的一小塊。 螞蟻在彎曲的外下頜骨（或下頜）上有兩顆牙齒，有時甚至更多顆。

研究配圖 – 4：機械測試結果

然後藉助原子探針斷層掃描這項逆向分析技術，研究人員得以精確描繪出物體內每個原子的所在位置。 拿到這些資訊后，你就可以重建物體的 3D 模型，只是這次用到了原子的識別上。

研究配圖 – 5：材料特性圖表

研究人員驚奇地發現，鋅原子在螞蟻口器中起到了重要作用。 而帶來螞蟻咬傷「刺痛感」的本質，更是可以歸咎於它以極其均勻的方式來分佈，而不是簇擁成團。

研究配圖 – 6：螞蟻下頜牙齒中，Zn-HEB 的原子探針斷層掃描數據。

正因這項均勻分佈的原子特性，螞蟻在擁有強大咬合力的同時，實際上也只需用到大約 10~20% 的鋅元素。 此外如果與人類牙齒類似，螞蟻就只能使出大約 60% 的力。

研究配圖 – 7：與其它含有 HEB 工具的節肢動物的對比（比如蟹鉗）

Arun Devaraj 總結道：”此前，我們已研究過蠍子與蜘蛛的蜇傷。 受這些材料的啟發，未來的有機和無機化學家們，將能夠合成更加堅固的材料”