Тайна перламутра: наночастицы, придающие ему упругость, помогут создать сверхпрочный материал

Тайна перламутра: наночастицы, придающие ему упругость, помогут создать сверхпрочный материал

В основе наномеханики, которая придает перламутрам его особенные характеристики, ученые обнаружили твердость и упругость. Это натолкнуло на мысль о возможности создать сверхпрочные синтетические материалы с аналогичными характеристиками. Перламутр представляет собой материал, который находится во внутренней поверхности раковины моллюсков.

Он претендует на звание самого твердого материла на планете. Исследователи из Университета Мичигана выяснили его особенности. Человек имеет возможность, применяя экстремальные температуры и давление, создавать сверхпрочные искусственные материалы. Но повторить тот вид наноинженерии, которые в естественных условиях сотворили моллюски, не сможет ни один инженер-гений.


Однако ученые решили использовать эти две комбинации с пользой, чтобы создать впечатляющий современность новый вид сверхпрочного материала. На это их вдохновили композиты, находящиеся в составе раковины устрицы. Перламутр в своей основе имеет микроскопические «кирпичи» из аргонита, смешанного с раствором из органических веществ. Это придает перламутру непревзойденную прочность.

Исследователи использовали различные ингредиенты для воздействия на раковину устрицы, наблюдая под электронным микроскопом за происходящими изменениями в режиме онлайн. «Кирпичики» представляют собой блоки, каждый имеет размер всего в несколько сотен нанометров. Блоки остаются в раздельном состоянии, они расположены слоями, каждый из которых покрыт слоем органического раствора.

При воздействии напряжения раствор смещается и блоки сжимаются, образуя при этом невероятно прочную поверхность не теряя своей упругости. Убрав напряжение ученые выяснили, что состояние блоков возвращается в прежний режим. Не исключено, что на раковине может возникнуть трещина, но она моментально затягивается слоем раствора, а структура оболочки по-прежнему остается ненарушенной.


Ученые считают, что такой метод может быть использован и для создания нано-технологических композитных материалов, они будут легче, проще и доступнее чем те, которые существуют сегодня.