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特的強度和剛度

合成珍珠母比實物更強

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，具有獨特的強度和剛度。

作為最堅硬，最穩(wěn)定和最強大的天然材料之一，在貽貝等天然生物中發(fā)現的珍珠母 - 一直令科學家著迷。他們在ETH新聞發(fā)布會上表示，現在蘇黎世聯邦理工學院的一個團隊已開發(fā)出類似的材料，可能表現更好，可用于各種應用。

來自復合材料小組的一個研究小組一直在調查珍珠母的特性 - 它看起來有點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，結構中的“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”則是一種有機物質。在他們的設計中，Studart的團隊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，它們在旋轉磁場中根據需要在一個方向上對準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構。但他們并沒有就此止步。為了使其更加穩(wěn)定和堅硬，科學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結構更加穩(wěn)定，研究人員之一的Kunal Masania說，并且發(fā)表了關于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度，”他說。

此外，研究人員可以通過壓力和溫度精確調整鈦橋的密度，生產出具有高剛度，強度和斷裂韌性的人造珍珠母貝 - 與碳纖維復合材料相比，他們說。Masania補充說，研究人員預計這種材料將非常適合各種應用，例如建筑，飛機和航空航天領域。

Elizabeth Montalbano是一位自由撰稿人，撰寫了20年的技術和文化。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村莊。