Masa Perłowa, Tęczowy materiał, który wyściełał wnętrza małży i innych muszli mięczaków, jest znany jako najtwardszy materiał na Ziemi. Teraz zespół naukowców kierowany przez University of Michigan ujawnił dokładnie, jak to działa, w czasie rzeczywistym.
bardziej znana jako masa perłowa, połączenie twardości i sprężystości Masy Perłowej zaskakuje naukowców od ponad 80 lat., Gdyby ludzie mogli go naśladować, mogłoby to doprowadzić do powstania nowej generacji ultra-mocnych materiałów syntetycznych do konstrukcji, implantów chirurgicznych i niezliczonych innych zastosowań.
„jak mięczaki mogą tworzyć tak twardy materiał w naturalnym środowisku Oceanu, zaskoczyło pokolenia naukowców”, powiedział Robert Hovden, asystent profesora nauk o materiałach i inżynierii Na U-M i autor artykułu. „My, ludzie, możemy wytwarzać twardsze materiały, wykorzystując nienaturalne środowiska, na przykład ekstremalne ciepło i ciśnienie. Ale nie możemy odtworzyć rodzaju nano-inżynierii, którą mięczaki osiągnęły., Połączenie tych dwóch podejść może doprowadzić do spektakularnej nowej generacji materiałów, a ten papier jest krokiem w tym kierunku.”
za pomocą mikroskopii elektronowej i technik mikro-wcięcia w U-M Michigan Center for Materials Characterization, materiał naukowcy odkryli nanoskalową architekturę materiału organicznego i nieorganicznego, który łączy najlepsze właściwości warstw i ciał stałych, twardość i sprężystość, w prawie niezniszczalny nadmateriał. Artykuł opisujący nowe odkrycia został opublikowany 23 października w Nature Communications.,
badacze znali podstawy masy perłowej od dziesięcioleci—jest ona wykonana z mikroskopijnych „cegieł” minerału zwanego aragonitem, splecionych z „zaprawą” wykonaną z materiału organicznego. Ten układ cegły i zaprawy wyraźnie nadaje wytrzymałość, ale masa perłowa jest znacznie bardziej odporna niż sugerują jej Materiały. Zespół hovdena, w skład którego wchodzili absolwent nauki o materiałach U-M Asystent badawczy Jiseok Gim, a także geochemicy z australijskiego Uniwersytetu Macquarie i innych miejsc, pracowali razem, aby złamać tajemnicę.,
za pomocą małych piezoelektrycznych mikro-wgłębień, byli w stanie wywierać siłę na muszle, gdy byli pod mikroskopem elektronowym i obserwować, co się dzieje w czasie rzeczywistym. Ujawnili strukturę, która odbija się od uderzenia z większą finezją, niż ktokolwiek przypuszczał.
okazało się, że „cegły” są w rzeczywistości tabletki dwustronne tylko kilkaset nanometrów wielkości. Zwykle tabletki te pozostają oddzielne, ułożone warstwowo i amortyzowane cienką warstwą organicznej ” zaprawy.,”Ale kiedy naprężenie jest przykładane do muszli, „zaprawa” zgniata się na bok, a tabletki łączą się ze sobą, tworząc coś, co jest zasadniczo stałą powierzchnią. Po usunięciu siły struktura powraca, nie tracąc żadnej siły ani sprężystości.
Ta odporność odróżnia masę perłową od nawet najbardziej zaawansowanych materiałów zaprojektowanych przez człowieka. Na przykład Tworzywa sztuczne mogą odskoczyć od uderzenia, ale za każdym razem tracą część swojej siły. Masa perłowa nie straciła żadnej odporności w powtarzających się uderzeniach przy granicy plastyczności do 80%.