螞蟻咬人怎麼那麼痛？加了「鋅」牙口更健康
螞蟻、蜘蛛、蠕蟲等小小一隻怎麼咬人那麼痛？先撇開是否有毒或剛好咬在「脆弱皮膚」，牠們的咬合力本來就相當驚人。最近美國科學家成功找出螞蟻一口好牙的祕密，可能是牠們大顎均勻分布鋅原子的關係。
螞蟻咬合力強大，好比俗稱「乾木白蟻」的白蟻取食木頭並住在裡面，是國外城市常見的害蟲；切葉蟻也能喀茲喀茲把葉片切下來，搬回巢裡培養真菌，牠們強而有力的下顎更有能力傷害人類的皮膚；但其實光一般「主動怪家蟻」黑頭慌蟻、中華單家蟻，叮咬人就很痛了。
「牠們的大顎不該那麼硬？」美國奧瑞岡大學和西北太平洋國家實驗室（PNNL）研究團隊認為，昆蟲下頜是由蛋白質和多醣聚合物甲殼素組成，甲殼素透過氫鍵交聯，產生甲殼素微纖維，若再與碳酸鈣混合，就會更堅韌，變成像龍蝦或螃蟹外殼的材料，那螞蟻的大顎甲殼素是加了什麼才會如此鋒利？
（Source：PNNL）
答案可能是鋅，當甲殼素加入 8% 鋅時，就更堅硬、更有韌性。團隊研究專注螞蟻的牙齒，也就是「大顎齒」（mandibular teeth），團隊指出，這是在口腔外面緊密結合的鋅原子，大顎齒有 8% 都是鋅。
為了進一步挖掘螞蟻牙口好的祕密，團隊決定在原子尺度觀察螞蟻大顎，團隊透過原子探針斷層掃描（APT）研究，透過這種尺寸約十分之一奈米的材料分析技術，將針狀標本放置在雷射與高電壓脈衝下，原子從表面蒸發後，即可獲得 3D 空間成像和化學成分測量。
團隊發現，螞蟻大顎均勻分布鋅，而非預想集結小節（nodule ），研究指出，這種結構讓螞蟻的口器更鋒利，只要用相較人類牙齒 60% 或更少的力量，就可刺穿其他東西，同時也可以解釋為什麼節肢動物、甲殼動物、蠕蟲等生物都演化出大顎或類似工具。
透過研究，團隊也加以測量螞蟻大顎和其他小型動物捕獵工具的硬度、彈性、破裂能、耐磨性、耐衝擊性，看看未來能否學習螞蟻獵捕工具，透過仿生學提高材料硬度。奧瑞岡大學研究副教授 Robert Schofield 表示，工程師也能獲益，如螞蟻大顎添加鋅後，硬度會從原本塑膠程度提高到鋁，目前較硬的工程材料往往也面對易脆易碎的問題。
（首圖來源：pixabay）