某些软体动物所形成的珍珠,其建筑复杂性值得我们深入学习。
这些珍珠拥有超耐久结构,其对称程度在自然界无与伦比。
深入了解这些结构,有助于启发我们自己的复杂设计实践。
研究人员首次揭示了软体动物如何构建超耐久结构,其对称程度超过自然界的一切,唯有单个原子例外。这项研究或可为未来高性能纳米材料的研发提供启示。
“我们人类拥有各种技术,却仍无法制造出纳米尺度结构像珍珠那样精巧的东西,”密歇根大学材料科学与工程学副教授、论文作者之一罗伯特·霍夫登(Robert Hovden)说。“因此,研究珍珠如何从杂乱无序中形成如此对称的结构,能让我们学到很多。”
这项分析由研究人员与澳大利亚国立大学、劳伦斯伯克利国家实验室、挪威西部大学和康奈尔大学的研究人员合作完成。
这项研究发表于《美国国家科学院院刊》。研究发现,珍珠在形成过程中,其对称性会变得越来越精确,从而回答了数百年来关于其中心的无序状态如何转变为某种完美形态的疑问。
珍珠层是一种具有虹彩光泽、极其耐久的有机—无机复合材料,也是牡蛎及其他软体动物贝壳的组成部分。它层层堆积在一块文石碎片上,而这块碎片包围着有机质核心。珍珠层占珍珠体积的90%以上;从中心向外堆积时,各层会逐渐变薄,厚度也变得更加一致。
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“建造砖砌建筑时,我们可以通过周密规划、测量和制作模板来实现周期性,”他说。“软体动物则采用不同策略,在纳米尺度上达到类似效果。因此,我们有很多值得向它们学习的地方,这些知识或许能帮助我们在未来制造更坚固、更轻的材料。”






