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珍珠母背后的科学:是什么让珍珠层成为材料之

发布时间:   浏览: 次  作者: 如歌

  地球是一个制造过多强物质的工厂,其中大多数材料人类还没有理解、解剖和模仿。珍珠层,或珍珠母,类似于蜘蛛丝和软体动物柔软的牙齿,是一种具有非凡强度的材料。珍珠层存在于一些软体动物和贻贝的壳内,具有珍珠般的彩虹色。这种材料的“砌砖”结构的成分已经为人所知了一段时间——由文石制成的片剂,通过有机混合物的薄层粘合在一起。最近的一项研究有可能使我们更接近于了解珍珠层的真正强度。珍珠母背后的科学:是什么让珍珠层成为材料之母

珍珠母背后的科学:是什么让珍珠层成为材料之母

  来自密歇根大学和澳大利亚麦格理大学的科学家粉碎了一种小型的、受保护的地中海蛤蜊物种(扇贝),并用电子显微镜观察了效果。在压缩下,珍珠层的结合有机层会消散到压力较低的区域(就像挤压一袋液体,液体会移动到你挤压的地方)。然后分离出来的文石片变硬,阻止裂纹的形成,使材料具有抗拉强度。这种功能与混凝土相似,混凝土是一种非常擅长抗压的材料。一旦减压,结构完全恢复其原来的建设和机械强度作为有机材料填充回来。珍珠层的弹性显示出它比塑料的优越性,塑料可以弹回到原来的形状,但在这个过程中,它的强度一般都会丧失。

  这些观察结果凸显了人类技术尚未达到的自然设计能力。研究人员认为珍珠层是“最坚硬的材料”,现在受软体动物的方法启发,他们正在寻找合成更轻、更强材料的方法。在鼓励材料科学向自然纳米工程学习的同时,这项研究还提倡以可持续的方式创造更好的材料。

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