國立成功大學工學院鄭友仁講座教授與醫學院謝達斌講座教授在國科會支持下，展開多年團隊合作，同時跨域鏈結臺灣同步輻射中心與加拿大皇家學會科學學院院士Robert Reisz，探究各種動物牙齒中牙釉層之材料微觀結構，從中一窺自然界中如何有效運用進食的養分精巧配置出具硬且韌的牙釉層，更啟發了前瞻材料的研究與應用，相關的研究成果於今年1月份發表於iScience期刊。

牙釉質是人體最堅硬的生物組織，提供了人類終其一生的長時間咀嚼進食所需的耐磨耗性和處理食物的效能。鄭友仁為了探究牙釉層這個超堅硬的生物材料，有別於因一般工程材料硬度越高，就越容易脆裂，牙釉質卻能兼具堅硬又不易破脆的原因。

應用其實驗室發展的奈米機械物理性質量測技術，研究團隊之前曾量測出氟化物的磨潤性質，當時也詮釋了氟化物防治齲齒的功能。接著，透過這個奈米檢測的技術觀察到人類牙釉層的硬度由牙齒表面到牙釉層及牙本層的交界處呈現漸減的梯度特性，而這個梯度特性是牙釉層既硬又韌的關鍵。

經過長期的研究，團隊發現食性是影響動物牙釉層硬度的主要進化性因素；草食性及雜食性的動物因為進食時需要大量的咀嚼，因此演化出較硬的牙釉質，而壽命愈長的動物也會有較厚的牙釉層。適者生存的演化使得較硬及較厚的牙釉層也具有較大的硬度梯度特性以防止牙釉層的脆裂。

時經由同步輻射中心的光源所作的傅立葉轉換紅外線光譜(FTIR)也偵測到大自然如何運用微量的元素調控，精巧地形成牙釉層的硬度梯度。這些結果顯示大自然精巧地配置身體的礦物質與蛋白質成分發展出進食所需的牙釉層的硬度及梯度特性，達成永續生存的目標。【記者  鄭昱庭整理報導】