中国科技大学俞书宏院士通过调整喂养银星竹鼠食物中的铁元素，调整了喂养银星竹鼠的铁元素(Fe)含量使竹鼠长出具有不同FE含量的门牙，系统地研究了FE在釉中的梯度分布特性和组合形式对跨尺度力学性能的影响。研究表明，竹鼠釉质的优异性能来自于铁化合物在羟基磷灰石纳米线周围晶体区域的聚集，以及轴向纳米尺度模量梯度，显著提高了纳米线的抗弯能力和界面强度。相关结果在网上发表在物质上。

为了探讨竹鼠门齿优异的机械性能与Fe含量之间的关系，研究人员设置了两组不同铁含量的门齿进行比较。与传统的螯合剂方法相比，研究人员采用了喂养方法，以避免化学处理对釉质结构的破坏。最后，实验组获得的着色层Fe含量是对照组的4.3倍。该方法成功地建立了比较色素沉着的理想模型。

竹鼠的门牙在日常寻食过程中经常与硬食物和土壤接触，表现出优异的耐磨性。通过机械测试分析，比较了含Fe的着色层与对比层在硬度、损伤响应和微尺度抗裂性能上的差异。结果表明，色素层弹性模具、屈服强度和抗压强度均高于对比层，有效抑制着色层主裂纹，可观察裂纹桥接现象，表现出较强的耐磨性和抗损伤性。

为了进一步探索Fe纳米梯度的作用机制，研究表明，着色层门牙周围羟基磷灰石纳米线周围的非晶体晶体间域弹性模具高于晶体纳米线，弹性模具与Fe含量成正相关，可视为“轴向梯度柱”。与对称结构相比，有效提高了轴向梯度柱的弯曲刚度。有限元模拟发现，这种梯度增强结构能承受更高的应力，有效分散能量。研究还发现，Fe在门牙结构中的再分布加强了纳米线之间的页面组合，Fe与羟基磷灰石之间存在明显的电荷转移，有助于提高界面强度。

因此，Fe的引入在羟基磷灰石纳米线周围的晶间域结构单元中起着“双重作用”：一是通过界面加强抑制裂纹扩展，二是通过模量梯度提高整体抗弯刚度。这两种纳米尺度的增强效应通过釉料有序地进行μm尺结构传递到宏观，使门牙在面对砾石等高韧性摩擦环境时保持良好，有效保护深层组织，防止破坏性破坏。

竹鼠可以利用Fe的分布来提高其门牙的力学性能。Fe的引入还可以增强门牙表面对酸性环境的抵抗力，进而进一步提高釉面的耐久性。这一发现对仿生抗磨材料的设计和开发具有重要意义。此外，如果适当的离子聚集能够通过食品供应策略引入人体釉面的纳米晶间结构单元，也将有效提高人体釉面的性能，为治疗牙齿隐裂、龋齿等口腔健康的常见威胁提供可能。