Физики исследовали крепость перламутра

Внутренняя поверхность исследованного моллюска Haliotis rufescens, покрытая перламутром. Длина раковины — около 20 сантиметров (фото с сайта home.physics.wisc.edu).

Перламутром, доселе привлекавшим внимание любителей драгоценностей, теперь заинтересовались и физики. Дело в том, что перламутровый слой, выстилающий внутреннюю поверхность раковин, в 3 тысячи раз крепче, чем арагонит – минерал, из которого сам же он в основном и состоит. Разобраться с парадоксом удалось группе исследователей под руководством Пупы Гилберт (Pupa Gilbert), профессора университета Висконсина-Мэдисона (University of Wisconsin-Madison).

Профессор утверждает, что если проехать на грузовике по ракушке, то её внешняя часть разрушится, а внутренняя – перламутровая – останется целой.

Занимаясь изучением морского моллюска абалона (вида Haliotis rufescens), исследователи обнаружили, что лишь 5% перламутра его раковины имеют непосредственно органическое происхождение, то есть были активно сформированы самим моллюском. Эта часть вещества образует слой, на основе которого нарастают остальные 95% перламутра. Характерно, что эта часть прибавляется в процессе самоупорядоченного роста, не зависящего от деятельности организма.

В результате исследования с помощью синхротронного излучения удалось выяснить, что кристаллы в перламутре располагаются слоями, в которых они ориентируются по-разному. Говоря языком кристаллографии, перламутр имеет поликристаллическую структуру, что в данном случае повышает прочность.

Однако внутри перламутра можно выделить «колонны», которые поддерживают всю конструкцию, соединяющую слои между собой. Оказалось, что именно благодаря этой особенности перламутр приобретает небывалую прочность.

Изучая процесс формирования такого сверхукреплённого материала, учёные обнаружили, что его кристаллы начинают расти в определённых точках внутри скорлупы в горизонтальном направлении. После того как кристаллы соединяются между собой внутри слоя, они продолжают рост в вертикальном направлении, формируя те самые вертикальные «колонны», соединяющие между собой слои и обеспечивающие тем самым необходимую жёсткость всей структуры.

По мнению учёных, дальнейшие исследования строения перламутра помогут в разработке сверхпрочных материалов, которые можно будет создавать по такой же «схеме», которая реализуется в живой природе.

Результаты исследования опубликованы в Physical Review Letters.

Почитайте также о том, как мидии укрепляют свои раковины в процессе ускоренной эволюции.



Предыстория Большого взрыва открыла космическую забывчивость

3 июля 2007

Физики открыли новую частицу — каскад-b

18 июня 2007

Открыты очаги сверхпроводимости при температуре выше критической

31 мая 2007

Кирпичи будут делать из золы тепловых электростанций

31 мая 2007

Массу килограмма переопределят чистейшим кремнием

30 мая 2007