Разбиена загатка за тврди школки - Извештај за иновации
Научниците од ФАУ, заедно со меѓународните колеги, ја разбија мистеријата за цврстината на бисерот (на сликата мајката на бисер на абалозен полжав). Слика: Стефан Е. Волк
Истражувачите ги знаат основите на бисерот со децении - тој се состои од микроскопски „цигли“ од минерал наречен арагонит, кој се состои од едноставна вар и „малтер“ направен од органски материјал.
Иако овој аранжман генерално обезбедува цврстина, бисерот е далеку поотпорен отколку што сугерираат неговите индивидуални компоненти. Во нивниот експеримент, тимот извршил притисок врз школките под електронски микроскоп и забележал што се случува во реално време: структурата се деформира на покомплексен начин отколку што се очекуваше.
„Централно во својствата што ги забележавме е композитната структура на нано скалата, која цврсто го испреплетува варовиот керамички материјал со протеини и други органски компоненти. Школката го прави ова така што ги остава најмалите честички од вар да се соберат во тромбоцити, процес што во моментов го истражуваме за да можеме синтетички да ги репродуцираме чудесните својства на еден ден “, објаснува Проф. Стефан Волф, помлад професор по биомиметички материјали и процеси на Чаир за стакло и керамика при ФАУ.
Фигуративно кажано, работи вака: „тулите“ се всушност повеќестрани „тромбоцити“, чија големина е само неколку стотици нанометри. Како по правило, овие тромбоцити остануваат одделни, распоредени во слоеви и опремени со тенок слој на органски „малтер“. Кога ќе се натоварат школките на школките, „малтерот“ се цеди настрана, „тромбоцитите“ се фаќаат толку многу што заеднички го носат товарот и со тоа не се кршат.
Ако притисокот се отстрани, структурата се враќа во старата форма без да се изгуби силата или еластичноста. Овој имот е извонреден затоа што: Дури и најнапредните материјали дизајнирани од луѓе не можат. На пример, пластиката може да се појави од удар, но секој пат да изгуби дел од својата сила.
Од друга страна, бисерната едвај изгубила ништо од својата еластичност по повторените удари. „Неверојатно е како школка - која не е баш позната по својата интелигенција - генерира таков комплексен материјал кој е структуриран во размери на многу должини“, вели проф. Ховден од Универзитетот во Мичиген и раководител на студијата.
Нивните резултати им овозможуваат на научниците за материјали да развијат нова генерација керамички материјали отпорни на пауза кои реагираат еластично на оптоварувања, барања како што се оние што произлегуваат за секојдневни или специјални апликации во медицинската технологија, како на пример за стоматолошки и коскени импланти.