春暖花開珍珠層是一種主要分布在貽貝等軟體動(dòng)物殼內(nèi)的“類彩虹”層狀物質(zhì)，它被認(rèn)為是自然界中最堅(jiān)硬的材料之一。據(jù)美國(guó)“優(yōu)睿科網(wǎng)站”10月23日?qǐng)?bào)道，美國(guó)密歇根大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)用實(shí)時(shí)觀測(cè)技術(shù)，精確地揭示了它的堅(jiān)硬之謎。相關(guān)研究成果刊登于《自然通訊》雜志。
珍珠層
珍珠層又被稱為珍珠母，其堅(jiān)硬、堅(jiān)韌的特性一直是一個(gè)謎。如果人類能夠仿造出類似材料，可對(duì)結(jié)構(gòu)科學(xué)、外科植入物等方面的應(yīng)用產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。密歇根大學(xué)材料科學(xué)與工程助理教授Robert Hovden說(shuō)：“雖然人類可以在極端高溫、高壓條件下制造出非常堅(jiān)固的材料，但我們卻不能復(fù)制軟體動(dòng)物在自然條件下完成的‘納米工程’。如果能將兩種方式結(jié)合起來(lái)，就有可能誕生新一代超強(qiáng)材料。我們的論文朝著這個(gè)方向邁出了一步?！?br /> 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究，研究人員已經(jīng)知道了珍珠層的基本秘密——它是由霰石等礦物（微型磚）和有機(jī)材料（灰漿）混合而成的“磚瓦結(jié)構(gòu)”。在密歇根大學(xué)材料特性研究中心，研究人員使用微電壓頭對(duì)耳廓扇貝施加了壓力，并在電子顯微鏡下進(jìn)行了實(shí)時(shí)觀測(cè)。他們發(fā)現(xiàn)，微型磚實(shí)際是上是僅幾百納米大小的多面體薄片。通常情況下，薄片是分離的，以分層方式排列，其間有一層很薄的“有機(jī)灰漿”起到緩沖作用。當(dāng)有外力作用時(shí)，有機(jī)灰漿會(huì)被擠壓到一側(cè)，薄片會(huì)“鎖扣”在一起，形成完整的固體表面。外力移除時(shí)，薄片回彈復(fù)原。
珍珠層的這種韌性與人造先進(jìn)材料有很大區(qū)別。例如，塑料雖然也可以在受到?jīng)_擊后復(fù)原，但每次沖擊都會(huì)讓它失去部分強(qiáng)度。珍珠層在反復(fù)沖擊作用下，不會(huì)損失彈性，其屈服強(qiáng)度高達(dá)80%。更重要的是，如果珍珠層出現(xiàn)了裂縫，它可以限制裂縫不擴(kuò)散，進(jìn)而保持結(jié)構(gòu)的完整性。Hovden說(shuō)：“雖然軟體動(dòng)物并不是很聰明的生物，但它們卻能在微觀尺度上構(gòu)造出如此復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。這令人難以置信?！盚ovden認(rèn)為，人類可以借鑒貽貝的方案來(lái)制造納米復(fù)合材料，從而顯著提高材料性能。他說(shuō)：“通過(guò)上百萬(wàn)年的進(jìn)化過(guò)程，大自然為人類提供了這些高度優(yōu)化的結(jié)構(gòu)。我們可能永遠(yuǎn)無(wú)法用計(jì)算機(jī)模擬出這類材料，我們只能擦亮雙眼，去仔細(xì)發(fā)現(xiàn)它們?！?/p>
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