揭秘珍珠母貝殼結構，有望創造新型納米複合結構材料
珍珠母納米複合結構使珍珠母特別耐久
珍珠母
一些貝殼的內部是用珍珠母製成的-為什麼這種材料這麼硬？
研究人員揭開了珍珠母硬度的奧秘。從貽貝殼中獲知的材料由於其特殊的性能而歸因於納米級的特殊複合結構。它允許珍珠母在載荷作用下使複合體變形。在此過程中，最小的石灰薄片會纏繞在一起，從而使壓力均勻分布。如果載荷減小，結構將恢復其原始形式-不會失去其強度或彈性。
一些蝸牛的殼和貝殼因其珍珠貝母閃閃發光而突出。這種材料不僅看起來漂亮：研究人員一直對珍珠母著迷，因為它是世界上最硬，最穩定的天然材料之一。已知珍珠母由以文石和有機材料形式的石灰製成的微觀「磚」 組成，文石和砂漿起著一種有機材料的作用。儘管這種布置提供了一定的強度-但是，珍珠母比其單個組件所暗示的要堅固得多。他的秘密是什麼？
複雜變形
為了解決珍珠母硬度的奧秘，密西根大學安阿伯分校的Jiseok Gim及其同事在電子顯微鏡下研究了這種材料。為了進行實驗，他們向貽貝貝殼施加壓力並觀察發生了什麼。事實證明：珍珠母結構的變形比預期的要複雜。
「我們觀察到的性能的中心是納米級複合結構，該結構將石灰陶瓷材料與蛋白質和其他有機化合物緊密地交織在一起。貽貝通過將最小的石灰顆粒聚集成血小板而成功地做到了這一點，」弗裡德裡希-亞歷山大大學-埃爾蘭根-紐倫堡分校的合著者史蒂芬·沃爾夫解釋說。
血小板被夾住
這意味著，由文石製成的「磚」實際上是尺寸僅為幾百納米的多面片狀血小板結構。正如研究人員所報告的那樣，這些血小板通常保持分層。一薄層有機砂漿充當墊子。
顯示
然而，當貽貝殼被裝載時，正如實驗所揭示的，該墊被擠到一邊。血小板然後以這樣的方式被捕獲，即它們將負擔帶在一起並且不會以這種方式破裂。消除壓力後，結構將恢復其原有形狀，而不會失去強度或彈性。
新材料模型
此屬性非同尋常：即使是最先進的人造材料也沒有。例如，塑料可能會因衝擊而回彈，但每次都會失去強度。另一方面，即使反覆受到打擊，珍珠母也幾乎沒有失去任何抵抗力。Gim的同事羅伯特·霍夫登（Robert Hovden）說：「令人難以置信的是，殼體是如何產生如此複雜的材料的。」
研究人員希望他們對珍珠母結構的新見識為創新材料鋪平道路。因此，以殼體為模型的陶瓷殼體可能具有抗斷裂和抗應力的作用-例如，在牙科和骨骼植入物或其他醫療應用中，此功能很重要。