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材料科学新成果:交叉层设计让类珍珠层材料更坚固耐用
2020年07月20日 发布 分类:技术前沿 点击量:410
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在海滩上,人们总喜欢拾起一些色彩斑斓的珍珠贝作为纪念品。这些珍珠贝不仅好看,同时它内侧的珍珠层还是自然界中最坚固、最有弹性的材料之一,而这主要缘于珍珠层自身的结构。最近在美国化学学会纳米杂志上,有研究人员报告中称,他们制造了一种具有互锁矿物层、类似于珍珠层的材料,比以前任何一种模仿珍珠层的材料都要更坚固耐用。

珍珠层 

很多软体动物,比如说鲍鱼珍珠牡蛎等其实都具珍珠层的结构这些珍珠层由一层层的被称为霰石微观矿物”所构成,它们层层叠加在软有机化合物的交替层上。科学家们曾经试图复制这种结构来制造工程或医疗用途的材料,但到目前为止,人造珍珠层始终达不到天然珍珠层的强度

但最近有研究人员注意到,之前的珍珠层模仿材料使用的是扁平的矿物砖,而天然材料中的“砖”实际上是波浪状的,它们在复杂的人字形图案中相互交错。于是研究人员便想到,如果复制这种结构是否能为可持续的医疗材料创造一种更强、更坚硬的珍珠仿制品呢?

交叉层设计让类珍珠层材料更坚固耐用 

研究小组使用天然珍珠的成分,通过在有图案的壳聚糖薄膜上形成波纹状的文石薄片来制作复合材料。然后,他们把薄片连接在一起,用丝素填充波浪表面之间的空间。最后他们成功150互锁在一起形成了一个硬币厚度的复合材料。

实验证明这种材料的强度几乎是以前的珍珠模仿物的两倍,韧性也是以前的四倍——非常接近于天然珍珠层的强度和韧性。同时这种人造珍珠层具有生物相容性,研究人员通过在其表面培养人类胚胎干细胞证明了这一点。研究人员认为,这些特征足以表明这种材料可以用于可持续的、低成本的医疗用途。

来源:acs.org

粉体圈 Coco编译

 

 

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