Magnesium organiseert kristallisatie in tandglazuur

Tandglazuur, het hardste materiaal in het menselijk lichaam bestaat bij de gratie van magnesiumionen. Deze deeltjes treden op als de regisseurs van de mineralisatie die essentieel is voor de hardheid van het materiaal. Een multidisciplinair onderzoeksteam van de University of Sydney in Australië concludeert dat nadat het de structuur van het glazuur op een menselijke molaar atoom voor atoom heeft bekeken. Het onderzoek en de resultaten zijn gepubliceerd in Science Advances (2016; 9: e1601145).

De onderzoekers sneden het glazuur aan de buitenkant van de kies in ragfijne naaldjes, 1.000 keer dunner dan een haar. Die plaatsten zij in een speciaal apparaat en stelden ze bloot aan korte intense laserpulsen, terwijl ze er een hoge elektrische spanning op zetten. Zo maakten zij 1 voor 1 geladen atomen vrij uit het materiaal, waarvan ze de identiteit vervolgens in een massaspectrometer konden bepalen. Op deze manier konden ze precies de atomaire structuur van het glazuur in kaart brengen. In totaal identificeerden zij de positie van wel 400 miljoen atomen in het glazuur.

Op de gegenereerde atoomkaart zagen zij duidelijk de nanovezels terug van hydroxyapatiet, waaraan tandglazuur zijn stevigheid verleent. Dit mineraal vormt wel 96% van het glazuur. Daartussen zit organisch materiaal (voornamelijk eiwitten), water, en niet gekristalliseerd calciumfosfaat dat nodig is voor de aangroei van het hydroxyapatiet. In deze ruimtes tussen de nanovezels zitten veel magnesiumionen, die er volgens de onderzoekers voor zorgen dat de calciumfosfaatoplossing tussen de nanovezels stabiel blijft.

(Bron: NRC, 9 september 2016)