瑞士的研究人員開發(fā)了一種基于珍珠母的生物靈感材料具有獨(dú)特的強(qiáng)度和剛度

合成珍珠母比實(shí)物更強(qiáng)

瑞士的研究人員開發(fā)了一種基于珍珠母的生物靈感材料，具有獨(dú)特的強(qiáng)度和剛度。

作為最堅(jiān)硬，最穩(wěn)定和最強(qiáng)大的天然材料之一，在貽貝等天然生物中發(fā)現(xiàn)的珍珠母 - 一直令科學(xué)家著迷。他們在ETH新聞發(fā)布會上表示，現(xiàn)在蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的一個(gè)團(tuán)隊(duì)已開發(fā)出類似的材料，可能表現(xiàn)更好，可用于各種應(yīng)用。

來自復(fù)合材料小組的一個(gè)研究小組一直在調(diào)查珍珠母的特性 - 它看起來有點(diǎn)像顯微鏡下的小磚墻 - 所以他們可以模仿它。

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在天然珍珠母貝中，結(jié)構(gòu)中的“磚”由相互堆疊的微小碳酸鈣板組成，并與礦物橋相互連接，而“砂漿”則是一種有機(jī)物質(zhì)。在他們的設(shè)計(jì)中，Studart的團(tuán)隊(duì)使用市售的幾十微米的氧化鋁板和環(huán)氧樹脂來粘接接頭。

為了特定地制造材料，它們在旋轉(zhuǎn)磁場中根據(jù)需要在一個(gè)方向上對準(zhǔn)溶解在水溶液中的磁化板。然后，他們使用高壓和約1000攝氏度的溫度通過添加樹脂來固化材料。

研究人員表示，所得到的材料具有與天然珍珠母相似的微觀結(jié)構(gòu)。但他們并沒有就此止步。為了使其更加穩(wěn)定和堅(jiān)硬，科學(xué)家們使用涂有氧化鈦的板，在血小板表面形成液滴，變成橋梁。

材料開發(fā)中的這一額外步驟使整個(gè)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，研究人員之一的Kunal Masania說，并且發(fā)表了關(guān)于PNAS期刊工作的論文的合著者。“這些橋梁也顯著影響了材料的強(qiáng)度，”他說。

此外，研究人員可以通過壓力和溫度精確調(diào)整鈦橋的密度，生產(chǎn)出具有高剛度，強(qiáng)度和斷裂韌性的人造珍珠母貝 - 與碳纖維復(fù)合材料相比，他們說。Masania補(bǔ)充說，研究人員預(yù)計(jì)這種材料將非常適合各種應(yīng)用，例如建筑，飛機(jī)和航空航天領(lǐng)域。

Elizabeth Montalbano是一位自由撰稿人，撰寫了20年的技術(shù)和文化。她曾在鳳凰城，舊金山和紐約市作為專業(yè)記者生活和工作。在空閑時(shí)間，她喜歡沖浪，旅游，音樂，瑜伽和烹飪。她目前居住在葡萄牙西南海岸的一個(gè)村莊。