微觀世界|第26期 貝殼結構中的電子顯微結構

貝殼做為水邊軟體動物的外殼，由軟體動物的一種特殊腺細胞的分泌物所形成的鈣化物，具有保護動物本身的作用。

說到貝殼的種類，可以說是五花八門，主要分為五大綱：腹足綱（有法螺寶螺、蜒螺）、頭足綱（鸚鵡）、多板綱、撅足綱（似象牙）、雙殼綱（倆殼）。其形態也是千差萬別，但是最有名的要數四大名螺了：萬寶螺、唐冠螺、鳳尾螺和鸚鵡螺。

圖1、四大名螺：萬寶螺、唐冠螺、鳳尾螺和鸚鵡螺

雖然貝殼的形態各自不同，但是其主要成份基本相同，分為95%的碳酸鈣和少量的殼素。貝殼一般主要分為三層，褐色的角質層（殼皮），薄而透明，有防止碳酸侵蝕的作用，由外套膜邊緣分泌的殼質素構成；中層為稜柱層（殼層），較厚，由外套膜邊緣分泌的稜柱狀的方解石構成，外層和中層可擴大貝殼的面積，但不增加厚度；內層為珍珠層（底層），由外套膜整個表面分泌的葉片狀霰石（文石）疊成，具有美麗光澤，可隨身體增長而加厚。圖2是虎斑貝貝殼，可以看出斑點狀的花紋。

圖2、虎斑貝貝殼

那麼現在就讓我們用coxem臺式掃描電鏡對我們常見的鮑魚殼進行顯微結構的觀察，進一步了解其微觀結構吧。圖3是我們進行觀察的鮑魚殼，可以看出存在多個孔洞，表面顯現出彩色的花紋。

圖3 、我們選擇觀察的鮑魚殼的光學照片

進一步我們用coxem臺式電鏡對鮑魚殼的截面進行觀察，可以看出片層狀的結構（圖4所示）。進一步放大可以看出片層狀的文石結構以及不定形的有機結構顆粒。可以看出貝殼是由片層結構之間相互重疊組成的，其片層結構厚度大約為400nm（圖5）。這些無機的片層狀的結構的主要成份是CaCO3，提供了貝殼的強度性能，而存在於層狀結構間隙的非定形結構的有機蛋白提供了貝殼的韌性，因此，這種磚塊加水泥型的微觀結構，造成了貝殼的既有一定的強度又有一定的韌性的特徵。

圖4、貝殼的片層狀

圖5、貝殼的片層結構的放大圖

經過對貝殼的微觀結構的觀察，可以看出生物材料中的為微納米結構的特殊排布，可以對材料的性能產生重要的影響，也使我們認識到應該進一步向自然界學習。

下期有什麼精彩內容呢？敬請期待吧！

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