定制人造珍珠母贝

天然珍珠母如贻贝是最坚硬、最稳定、最坚硬的天然材料之一。研究人员已经被它迷住了。电子显微镜下珍珠母结构细腻；它看起来像一面微型砖墙，接缝处填满了砂浆。这些砖由微小的碳酸钙板组成，这些碳酸钙板堆叠在一起，用矿物桥相互连接，并填充有有机物质的砂浆。

由安德雷R .领导的复杂材料小组的ETH研究人员一直在研究和模仿这种结构。材料科学家使用他们开发的特殊工艺来生产这种类似珍珠母的材料。

他们使用市售的几十微米的氧化铝板和一种环氧树脂作为连接水泥。在旋转磁场中，研究人员根据需要将溶解在水溶液中的磁化板沿一个方向排列，在大约1000摄氏度的高压和温度下，他们通过添加树脂来固化材料。这导致复合材料具有类似于天然珍珠母的微观结构。

桥梁加固结构

为了使人造珍珠母贝更加稳定和坚硬，研究小组现在使用这种涂有氧化钛的板。氧化钛在800左右开始熔化，熔点低于氧化铝。氧化钛液滴在血小板表面形成，成为桥，从而强化整个结构。“这些桥梁也会显著影响材料的强度，”刚刚发表在技术期刊《PNAS》上的一项研究的合著者库纳尔马萨尼亚说。

这些钛桥的密度可以通过压力和温度精确调节，以生产具有所需物理性能(如硬度、强度和断裂韧性)的人造珍珠母。在模型和实验的帮助下，研究人员计算出哪些压力和温度条件促进了各种性能的形成，这些性能在刚度上相当于碳纤维复合材料。凭借这一点，研究小组将这种生物材料的硬度、强度和韧性结合在一起，创造了一项新的世界纪录。

通过新开发的技术，我们可以生产类似珍珠母的材料，这些材料具有适合各种应用的定制特性。可能的应用包括建筑、飞机和太空。

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