天然珍珠母貝的珍珠層(左)和人造珍珠層(右)。圖片來(lái)源:Alex Finnemore/University of Cambridge
有史以來(lái)第一次,科學(xué)家們成功地培育出了人工“珍珠母”,這是一種像彩虹一樣擁有多層次色彩的物質(zhì),該物質(zhì)呈線(xiàn)狀分布在鮑魚(yú)等軟體動(dòng)物的殼內(上圖左)。
在此之前,幾個(gè)研究團隊嘗試在實(shí)驗室內研制這種物質(zhì),都失敗了,因此人們只能通過(guò)再結晶的方式從野生珍珠母貝的殼中提煉這種物質(zhì)。上述嘗試之所以失敗,在很大程度上是因為人造珍珠層的各個(gè)層次之間沒(méi)能牢固地結合在一起,有點(diǎn)像用劣質(zhì)膠水粘起來(lái)的三合板。
在最新的研究中,為解決各層次之間的粘合問(wèn)題,科學(xué)家們將這種材料的薄片浸入乙烯基聚合物或者丙烯酸中。然后,他們把材料片上的干酸溶解掉,再將剩下的高分子材料暴露在紫外線(xiàn)中,使之硬化。最后,研究人員在材料的表面涂上一層厚厚的非晶體碳酸鈣,然后將其放入容器并置于潮濕的空氣中。因為材料的表面是多孔的,非晶體碳酸鈣因而能夠慢慢滲入材料之中并形成結晶。研究人員不斷重復這個(gè)過(guò)程,最終制造出了一個(gè)多層次的涂層薄片(上圖右),它甚至比真正的珍珠母更堅硬,色彩也更絢麗。
研究人員認為,這一新的制造技術(shù),只需使用一些廉價(jià)的材料,在室溫下進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的化學(xué)反應即可,未來(lái)可能有著(zhù)廣泛的應用,例如,可以為一些細膩的表面制作堅固耐用而又效果自然的涂層,比如,整形外科手術(shù)。這一研究成果發(fā)表在新出版的《自然通訊》雜志上。
(責任編輯:鑫報)