Перламутра, Радуга-sheened материала, который выстилает внутренности мидий и других моллюсков снарядов, известен как жесткий материальной природы. Теперь, команда исследователей водить Университетом Мичигана, показал, как именно он работает, в реальном времени.
Более известный как перламутр, сочетание перламутра в твердости и устойчивости, озадаченные ученые в течение более чем 80 лет. Если бы люди могли подражать ему, это может привести к появлению нового поколения сверхпрочных синтетических материалов для конструкций, хирургических имплантатов и многих других приложениях.
«Мы, люди, можем сделать жестче материалов с использованием неестественных условиях, например, высокой температуре и давлению. Но мы не можем повторить такой нано-инженерии, что моллюски достигали. Сочетание этих двух подходов может привести к впечатляющим материалы нового поколения, и эта работа является шагом в этом направлении», — сказал Роберт Ховден, у-М доцент кафедры материаловедения и инженерии.
Исследователи познали азы секрет перламутра на десятилетия … это микроскопические «кирпичи» минерал под названием арагонит, прошнуровывается вместе с «минометным» сделаны из органических материалов. Этот кирпич-и-миномет соглашение несомненно придает прочности, но перламутра намного сильнее, чем его материалов.
Команда Ховден, которая включает в U-м материаловедение научный сотрудник ГИМ Jiseok а также геохимики из австралийского Университета Маккуори и в других местах, работали вместе, чтобы раскрыть тайну.
В U-м Центра Мичигана для характеризации материалов, исследователи использовали крошечные пьезоэлектрические микро-инденторов силового воздействия на оболочках-Пинна нобилис, широко известный как благородный ручка оболочки, в то время как они были под электронным микроскопом. Они наблюдали за тем, что происходило в реальном времени.
Они обнаружили, что «кирпичи» на самом деле многогранная таблетки всего несколько сотен нанометров. Как правило, эти таблетки остаются раздельными, организованы в слои и мягким тонким слоем органического «цемента.» Но когда усилие, прикладываемое к снарядам, на «ступку» хлюпает в сторону и планшетов замка вместе, образуя то, что по сути является твердая поверхность. Когда сила снимается, структура рессоры сзади, без потери прочности или устойчивости.
Это определяет устойчивость перламутра отдельно от даже самого продвинутого человека-разработанных материалов. Пластмассы, например, может весной обратно от удара, но они теряют часть своей силы каждый раз. Перламутра не утратили свою устойчивость в повторяющиеся воздействия до 80% своей прочности.
Более того, если трещины не образуют, перламутра пределы трещины в один слой, а не позволяя ему растекаться, сохраняя структуру оболочки целы.
«Это невероятно, что моллюск, что это не самое разумное существо, придумывает так много структур, пронизывающая многие Весы», — сказал Ховден. «Это изготовление индивидуальных молекул карбоната кальция, расположив их в нано-слоистых листов, которые склеиваются между собой органический материал, вплоть до структуры оболочки, которая сочетает в себе перламутр с другими материалами».
Ховдэн считает, что люди могут использовать методы мидий для создания нано-инженерии композитных поверхностей, которые могут быть значительно легче и прочнее, чем те, которые доступны сегодня.
«Природа передает нам эти высоко оптимизированные структуры с миллионами лет эволюции за ними», — сказал он. «Мы никогда не сможем выполнить достаточно компьютерное моделирование, чтобы придумать эти … они просто существуют для нас, чтобы обнаружить.»
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!