科學家已經對骨骼的礦物結構進行了三維納米尺度重建。

由于它的韌性和強度，無論是在加速的獵豹還是在重型大象中，骨骼都表現(xiàn)得同樣出色。

骨骼的屬性可歸因于其層次結構，其中小元素形成更大的結構。

然而，納米級組織和骨骼的主要成分 - 礦物質和蛋白質 - 之間的關系尚未完全了解。

約克大學和倫敦帝國理工學院的研究團隊利用人體骨骼中礦物質的先進3D納米級成像技術，證明骨骼的礦物晶體具有分層結構，并融入骨骼的大規(guī)模構造中。

研究人員結合了許多先進的基于電子顯微鏡的技術，發(fā)現(xiàn)納米級礦物的主要構建塊是彎曲的針狀納米晶體，形成類似螺旋槳葉片的較大扭曲片狀物。

刀片在骨的蛋白質階段持續(xù)合并和分裂。交織的礦物質和蛋白質形成連續(xù)的網(wǎng)絡，為功能性骨骼提供必需的力量。

來自約克大學物理系的主要作者，RolandKröger副教授說：“骨骼是一種有趣的復合材料，基本上是兩種材料，即柔韌的蛋白質膠原蛋白和稱為磷灰石的硬質礦物質。”

“關于這兩種剛性和柔性相的獨特結合，為骨骼提供韌性和強度的方式有很多討論。

“這兩種材料以分層方式相結合，為骨骼提供了優(yōu)于其單獨組件的機械性能，我們發(fā)現(xiàn)骨骼中有12級層次結構。”

倫敦帝國理工學院的前任娜塔莉·雷茲尼科夫博士是該報的作者，他說：“如果我們將這種安排與居住在房屋內的個人進行比較，就會延伸到街道上的房子，然后一個社區(qū)的街道，一個城市的鄰里，一個國家，就在它上面。如果你繼續(xù)達到12級，你就達到了銀河系的大小!“

來自倫敦帝國理工學院的莫莉史蒂文斯教授補充說：“這項工作建立在許多先前研究的基礎上，研究骨骼的基本屬性和結構，并幫助解開一個重要的缺失部分。”

除了骨骼中的大量嵌套結構外，所有這些結構的共同特征是略微彎曲，提供扭曲的幾何形狀。僅舉幾個例子，礦物晶體是彎曲的，蛋白質股線(膠原蛋白)是編織的，礦化的膠原纖維是扭曲的，并且整個骨骼本身具有扭曲，例如在肋骨的彎曲形狀中看到的那些。

分形在自然界很常見：你可以在閃電，海岸線，樹枝，云和雪花中看到自相似的圖案。這意味著骨骼的結構遵循自然界中的基本順序原則。

作者認為骨骼的分形結構是其顯著屬性的關鍵原因之一。