Nacre, duhový materiál, který lemuje vnitřek mušle a dalších mušlí měkkýšů, je známý jako nejtvrdší materiál na Zemi. Tým vědců vedený Michiganskou univerzitou nyní přesně odhalil, jak to funguje, v reálném čase.
více obyčejně známý jako perleť, perleťová kombinace tvrdosti a odolnosti Nacre mystifikovala vědce více než 80 let., Pokud by to lidé mohli napodobit, mohlo by to vést k nové generaci ultra silných syntetických materiálů pro struktury, chirurgické implantáty a nespočet dalších aplikací.
„Jak měkkýši může takový tvrdý materiál v přírodním prostředí oceánu mátla generace vědců,“ řekl Robert Hovden, asistent profesor vědy o materiálech a inženýrství na U-M a autor na papír. „My lidé můžeme vyrobit tvrdší materiály pomocí nepřirozeného prostředí, například extrémního tepla a tlaku. Ale nemůžeme replikovat druh nano-inženýrství, kterého měkkýši dosáhli., Kombinace těchto dvou přístupů by mohla vést k velkolepé nové generaci materiálů a tento dokument je krokem tímto směrem.“
Pomocí elektronové mikroskopie a mikro-vtisku technik na U-M Michigan Centra pro Materiály, Charakteristika, materiál vědci objevili nano architektura organický a anorganický materiál, který kombinuje nejlepší vlastnosti vrstev a pevných látek, tvrdost a odolnost, do téměř nezničitelné supermaterial. Článek popisující nové objevy byl publikován 23. října v Nature Communications.,
Vědci známo, že základy o perleti po celá desetiletí—je vyroben z mikroskopických „cihly“ z minerálu aragonit, šněrovací, spolu s „malta“ z organického materiálu. Toto uspořádání cihel a malty jasně propůjčuje pevnost, ale perleť je mnohem odolnější, než naznačují jeho materiály. Hovden tým, který zahrnoval U-M materiálové vědy postgraduální výzkumný asistent ji seok Gim stejně jako geochemists z australské Macquarie University a jinde, pracovali společně rozlousknout záhadu.,
pomocí malých piezoelektrických mikroindenterů dokázali vyvinout sílu na skořápky, zatímco byli pod elektronovým mikroskopem a sledovali, co se stalo v reálném čase. Odhalili strukturu, která se odrazí od nárazu s větší jemností, než si kdokoli představoval.
zjistili, že“ cihly “ jsou ve skutečnosti mnohostranné tablety o velikosti jen několik set nanometrů. Obvykle tyto tablety zůstávají oddělené, uspořádané ve vrstvách a polstrované tenkou vrstvou organické „malty.,“Ale když se na skořápky aplikuje stres,“ Malta “ se odstrčí stranou a tablety se spojí a vytvoří to, co je v podstatě pevný povrch. Když je síla odstraněna, struktura pruží zpět, aniž by ztratila pevnost nebo odolnost.
tato odolnost odlišuje nacre od nejpokročilejších materiálů navržených člověkem. Plasty se například mohou z nárazu vrátit, ale pokaždé ztratí část své síly. Společnost Nacre při opakovaných dopadech neztratila žádnou odolnost až na 80% své výnosové síly.