骨骼为什么非常坚硬?
科普小知识2021-08-02 02:20:55
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骨头是人体的“支架”,所以它的组织特别坚硬。骨分为两部分:皮质骨和髓骨。真正坚硬的是骨皮质,而骨髓是半空的,就像丝瓜络的肋骨,是制造血液的“工厂”。
骨皮质如此坚硬,它是由什么制成的?这是一个配方:50%的水,15.75%的脂肪,12.4%的有机物(骨胶等)。),以及21.85%的无机物(钙、镁、钠、磷等。)。正是由这些物质组成的组织结构保证了骨骼一定程度的刚性。科学家发现骨皮质的组织结构特别脆弱,就像钢筋混凝土一样。骨骼的有机物质,像钢筋一样,形成一个网状结构,紧密地排列成层,使骨骼富有弹性和韧性。骨中的无机物,特别是与钙和磷结合的羟基磷灰石,会紧紧地填充在有机物的网络结构中,就像水泥中的强化水泥一样,使骨具有相当的硬度和牢固性。
以人体胫骨为例,钢材纵向抗拉强度为4240公斤/平方厘米,骨骼为930 ~ 1200公斤/平方厘米。松树为64.5公斤/平方厘米;花岗岩只有50公斤/平方厘米。钢材的纵向抗压强度也最高,其次是骨头,第三是花岗岩,最差的是松树。骨头也有优点,即密度较低,只有1.87 ~ 1.97克/立方厘米,略大于松木,低于钢和花岗岩。尽管它们重量较轻,但比花岗岩更能承受拉力和压力。有人测定新鲜股骨、胫骨和肱骨的抗压强度分别达到902公斤、780公斤和722公斤。在弯曲试验中,它能承受最大连续载荷,股骨393公斤,胫骨237公斤,肱骨215公斤。骨头的硬度和韧性真是惊人!