揭秘珍珠母贝壳结构，有望创造新型纳米复合结构材料
珍珠母
纳米复合结构使珍珠母特别耐久
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一些贝壳的内部是用珍珠母制成的-为什么这种材料这么硬？
研究人员揭开了珍珠母硬度的奥秘。从贻贝壳中获知的材料由于其特殊的性能而归因于纳米级的特殊复合结构。它允许珍珠母在载荷作用下使复合体变形。在此过程中，最小的石灰薄片会缠绕在一起，从而使压力均匀分布。如果载荷减小，结构将恢复其原始形式-不会失去其强度或弹性。
一些蜗牛的壳和贝壳因其珍珠贝母闪闪发光而突出。这种材料不仅看起来漂亮：研究人员一直对珍珠母着迷，因为它是世界上最硬，最稳定的天然材料之一。已知珍珠母由以文石和有机材料形式的石灰制成的微观“砖” 组成，文石和砂浆起着一种有机材料的作用。尽管这种布置提供了一定的强度-但是，珍珠母比其单个组件所暗示的要坚固得多。他的秘密是什么？
复杂变形
为了解决珍珠母硬度的奥秘，密歇根大学安阿伯分校的Jiseok Gim及其同事在电子显微镜下研究了这种材料。为了进行实验，他们向贻贝贝壳施加压力并观察发生了什么。事实证明：珍珠母结构的变形比预期的要复杂。
“我们观察到的性能的中心是纳米级复合结构，该结构将石灰陶瓷材料与蛋白质和其他有机化合物紧密地交织在一起。贻贝通过将最小的石灰颗粒聚集成血小板而成功地做到了这一点，”弗里德里希-亚历山大大学-埃尔兰根-纽伦堡分校的合著者斯蒂芬·沃尔夫解释说。
血小板被夹住
这意味着，由文石制成的“砖”实际上是尺寸仅为几百纳米的多面片状血小板结构。正如研究人员所报告的那样，这些血小板通常保持分层。一薄层有机砂浆充当垫子。
显示
然而，当贻贝壳被装载时，正如实验所揭示的，该垫被挤到一边。血小板然后以这样的方式被捕获，即它们将负担带在一起并且不会以这种方式破裂。消除压力后，结构将恢复其原有形状，而不会失去强度或弹性。
新材料模型
此属性非同寻常：即使是最先进的人造材料也没有。例如，塑料可能会因冲击而回弹，但每次都会失去强度。另一方面，即使反复受到打击，珍珠母也几乎没有失去任何抵抗力。Gim的同事罗伯特·霍夫登（Robert Hovden）说：“令人难以置信的是，壳体是如何产生如此复杂的材料的。”
研究人员希望他们对珍珠母结构的新见识为创新材料铺平道路。因此，以壳体为模型的陶瓷壳体可能具有抗断裂和抗应力的作用-例如，在牙科和骨骼植入物或其他医疗应用中，此功能很重要。
