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珍珠層是一種主要分布在貽貝等軟體動物殼內的“類彩虹”層狀物質，它被認為是自然界中最堅硬的材料之一。據美國“優睿科網站”10月23日報道，美國密歇根大學領導的研究團隊用實時觀測技術，精確地揭示了它的堅硬之謎。相關研究成果刊登于《自然通訊》雜志。

珍珠層

珍珠層又被稱為珍珠母，其堅硬、堅韌的特性一直是一個謎。如果人類能夠仿造出類似材料，可對結構科學、外科植入物等方面的應用產生深遠影響。密歇根大學材料科學與工程助理教授Robert Hovden說：“雖然人類可以在極端高溫、高壓條件下制造出非常堅固的材料，但我們卻不能復制軟體動物在自然條件下完成的‘納米工程’。如果能將兩種方式結合起來，就有可能誕生新一代超強材料。我們的論文朝著這個方向邁出了一步。”
經過長期研究，研究人員已經知道了珍珠層的基本秘密——它是由霰石等礦物（微型磚）和有機材料（灰漿）混合而成的“磚瓦結構”。在密歇根大學材料特性研究中心，研究人員使用微電壓頭對耳廓扇貝施加了壓力，并在電子顯微鏡下進行了實時觀測。他們發現，微型磚實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“有機灰漿”起到緩沖作用。當有外力作用時，有機灰漿會被擠壓到一側，薄片會“鎖扣”在一起，形成完整的固體表面。外力移除時，薄片回彈復原。
珍珠層的這種韌性與人造先進材料有很大區別。例如，塑料雖然也可以在受到沖擊后復原，但每次沖擊都會讓它失去部分強度。珍珠層在反復沖擊作用下，不會損失彈性，其屈服強度高達80%。更重要的是，如果珍珠層出現了裂縫，它可以限制裂縫不擴散，進而保持結構的完整性。Hovden說：“雖然軟體動物并不是很聰明的生物，但它們卻能在微觀尺度上構造出如此復雜的結構。這令人難以置信。”Hovden認為，人類可以借鑒貽貝的方案來制造納米復合材料，從而顯著提高材料性能。他說：“通過上百萬年的進化過程，大自然為人類提供了這些高度優化的結構。我們可能永遠無法用計算機模擬出這類材料，我們只能擦亮雙眼，去仔細發現它們。”