在海灘上,人們總喜歡拾起一些色彩斑斕的珍珠貝作為紀(jì)念品。這些珍珠貝不僅好看,同時它內(nèi)側(cè)的珍珠層還是自然界中最堅固、最有彈性的材料之一,而這主要緣于珍珠層自身的結(jié)構(gòu)。最近在美國化學(xué)學(xué)會納米雜志上,有研究人員在報告中稱,他們制造了一種具有互鎖礦物層、類似于珍珠層的材料,比以前任何一種模仿珍珠層的材料都要更堅固耐用。
很多軟體動物,比如說鮑魚、珍珠和牡蠣等其實都具有珍珠層的結(jié)構(gòu)。這些珍珠層由一層層的被稱為霰石的微觀礦物“磚”所構(gòu)成,它們層層疊加在軟有機化合物的交替層上。科學(xué)家們曾經(jīng)試圖復(fù)制這種結(jié)構(gòu)來制造工程或醫(yī)療用途的材料,但到目前為止,人造珍珠層始終達(dá)不到天然珍珠層的強度。
但最近有研究人員注意到,之前的珍珠層模仿材料使用的是扁平的礦物磚,而天然材料中的“磚”實際上是波浪狀的,它們在復(fù)雜的人字形圖案中相互交錯。于是研究人員便想到,如果復(fù)制這種結(jié)構(gòu),是否能為可持續(xù)的醫(yī)療材料創(chuàng)造一種更強、更堅硬的珍珠層仿制品呢?
研究小組使用天然珍珠層的成分,通過在有圖案的殼聚糖薄膜上形成波紋狀的文石薄片來制作復(fù)合材料。然后,他們把薄片連接在一起,用絲素填充波浪表面之間的空間。最后他們成功將150層互鎖在一起形成了一個硬幣厚度的復(fù)合材料。
實驗證明這種材料的強度幾乎是以前的珍珠母模仿物的兩倍,韌性也是以前的四倍——非常接近于天然珍珠層的強度和韌性。同時這種人造珍珠層還具有生物相容性,研究人員通過在其表面培養(yǎng)人類胚胎干細(xì)胞證明了這一點。研究人員認(rèn)為,這些特征足以表明這種材料可以用于可持續(xù)的、低成本的醫(yī)療用途。
來源:acs.org
粉體圈 Coco編譯
作者:粉體圈
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