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瑞士的研究人員開(kāi)發(fā)了一種基于珍珠母的生物靈感材料具有獨(dú)特的強(qiáng)度和剛度

2019-03-28 15:12:27 編輯: 來(lái)源:
導(dǎo)讀 合成珍珠母比實(shí)物更強(qiáng)瑞士的研究人員開(kāi)發(fā)了一種基于珍珠母的生物靈感材料,具有獨(dú)特的強(qiáng)度和剛度。作為最堅(jiān)硬,最穩(wěn)定和最強(qiáng)大的天然材料之

合成珍珠母比實(shí)物更強(qiáng)

瑞士的研究人員開(kāi)發(fā)了一種基于珍珠母的生物靈感材料,具有獨(dú)特的強(qiáng)度和剛度。

作為最堅(jiān)硬,最穩(wěn)定和最強(qiáng)大的天然材料之一,在貽貝等天然生物中發(fā)現(xiàn)的珍珠母 - 一直令科學(xué)家著迷。他們?cè)贓TH新聞發(fā)布會(huì)上表示,現(xiàn)在蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的一個(gè)團(tuán)隊(duì)已開(kāi)發(fā)出類(lèi)似的材料,可能表現(xiàn)更好,可用于各種應(yīng)用。

來(lái)自復(fù)合材料小組的一個(gè)研究小組一直在調(diào)查珍珠母的特性 - 它看起來(lái)有點(diǎn)像顯微鏡下的小磚墻 - 所以他們可以模仿它。

認(rèn)識(shí)3,300多名工程師,管理人員和其他買(mǎi)家

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在天然珍珠母貝中,結(jié)構(gòu)中的“磚”由相互堆疊的微小碳酸鈣板組成,并與礦物橋相互連接,而“砂漿”則是一種有機(jī)物質(zhì)。在他們的設(shè)計(jì)中,Studart的團(tuán)隊(duì)使用市售的幾十微米的氧化鋁板和環(huán)氧樹(shù)脂來(lái)粘接接頭。

為了特定地制造材料,它們?cè)谛D(zhuǎn)磁場(chǎng)中根據(jù)需要在一個(gè)方向上對(duì)準(zhǔn)溶解在水溶液中的磁化板。然后,他們使用高壓和約1000攝氏度的溫度通過(guò)添加樹(shù)脂來(lái)固化材料。

研究人員表示,所得到的材料具有與天然珍珠母相似的微觀結(jié)構(gòu)。但他們并沒(méi)有就此止步。為了使其更加穩(wěn)定和堅(jiān)硬,科學(xué)家們使用涂有氧化鈦的板,在血小板表面形成液滴,變成橋梁。

材料開(kāi)發(fā)中的這一額外步驟使整個(gè)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,研究人員之一的Kunal Masania說(shuō),并且發(fā)表了關(guān)于PNAS期刊工作的論文的合著者。“這些橋梁也顯著影響了材料的強(qiáng)度,”他說(shuō)。

此外,研究人員可以通過(guò)壓力和溫度精確調(diào)整鈦橋的密度,生產(chǎn)出具有高剛度,強(qiáng)度和斷裂韌性的人造珍珠母貝 - 與碳纖維復(fù)合材料相比,他們說(shuō)。Masania補(bǔ)充說(shuō),研究人員預(yù)計(jì)這種材料將非常適合各種應(yīng)用,例如建筑,飛機(jī)和航空航天領(lǐng)域。

Elizabeth Montalbano是一位自由撰稿人,撰寫(xiě)了20年的技術(shù)和文化。她曾在鳳凰城,舊金山和紐約市作為專(zhuān)業(yè)記者生活和工作。在空閑時(shí)間,她喜歡沖浪,旅游,音樂(lè),瑜伽和烹飪。她目前居住在葡萄牙西南海岸的一個(gè)村莊。


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