科学家研制“人工珍珠”可微调刚度、强度和耐性
珍珠质(nacre)是珍珠外层的硬质彩虹色涂层,但在某些软体动物的内部也有发现。作为大自然中最坚固、安稳的资料之一,瑞士科学家现已开发出了打造人工珍珠质的工艺,且能针对不一样的使用进行“微调”。天然珍珠层的微观结构,十分类似于砖墙。它由堆积的砖状碳酸钙板组成。这些“砖”经过生物聚合物“砂浆”连接到一同、中心还有由矿物质组成的细小互联“桥梁”。
由 Andr R. Studart 教授带领的一支瑞士苏黎世联邦理工学院研讨团队,正在研制可量产的人工珍珠,并依据实践用户进行微调。
研讨人员从商用的氧化铝板开端,让其扮演碳酸钙的人物。然后将长度几十微米的质料,悬浮在饱尝磁场旋转的悬浮液中,让一切细长的板块在同一个方向上对齐,就像墙面中的砖块那样。
接着参加环氧树脂和氧化钛颗粒,将整个混合物置于高压之下,一起加热至约 1000℃(1832℉)。硬化后的树脂,会扮演砖块间的砂浆人物,而二氧化钛会在 800℃(1472℉)时熔化构成桥梁。
与此一起,氧化铝板自身并未到达熔点,所以不可能会产生熔化。一旦资料冷却,就构成了一种十分类似于珍珠的产品。ETH Zurich 指出,该资料集刚度、强度、耐性与一体,发明了一个新的世界纪录。
值得一提的是,经过改动资料制造时的压力和温度,还能够微调这三种特性。该技能终究有望被运用到修建、航空/航天器规划等范畴。
有关这项研讨的概况,现已宣布在近来出书的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。原标题为: