自然が作り出した複合材料の中で、真珠層ほど丈夫なものはほとんどありません。 真珠層は、真珠の外側のコーティングや軟体動物の殻の内側に見られますが、このコーティングがストレスやひずみに対して非常に強いため、これまで科学者はナノスケールでどのように機能するのかよく分かっていませんでした。
真珠層の強靭さの秘密は、応力がかかったときに材料のタイル状の表面がロックされ、ひずみを分散させることができる点にあります。
その結果、自然が提供する最高の材料からインスピレーションを得て、私たち自身が超強力な材料を開発することができるようになるかもしれません。
以前の研究で、科学者たちはすでに真珠貝の「レンガとモルタル」構造、つまり有機物で接着されたアラゴナイトのナノサイズのタブレットを特定し、十分に近づいてみると、ちょうどレンガ壁のように見えます。
この新しい研究が示すのは、電子顕微鏡の観察によって得られた、圧力下での反応である。
驚くべきことに、珍しいことに、真珠層はこの過程で抵抗力を失うことがありません。
万一表面に亀裂が入っても、真珠層は亀裂が入ったナノタブレットを分離できるため、表面の残りの部分には影響を与えません。 もちろん、それは本当にあなたが言った「靭性」の測定について行きたい方法に依存します。例えば、硬度のモース硬度スケールで、真珠は約2.5のかなり謙虚な評価を取得しますが、それはちょうどそれが簡単に任意のハード鉱物と引っ掻きすることができることを意味します。
材料の強さについて話すなら、他の側面もあります。材料がどのくらいの重量を運ぶことができるか、どのくらいの圧力に耐えることができるか、などです。
「2つのアプローチを組み合わせることで、目を見張るような新世代の材料につながる可能性があり、この論文はその方向への一歩となります」
この研究は、Nature Communicationsに掲載されています。