摘要:當外界的物質――沙粒或寄生蟲進入牡蠣等貝類柔軟的軀體,它們便分泌碳酸鈣與珍珠母將不受歡迎的“入侵者”包裹起來,這種包裹不是一次完成的,貝類每天分泌約3-4次,每次覆蓋塗滿的厚度僅0.5微米,就這樣日復一日層層包裹,至少兩年以後纔會最後形成各種顏色的珍珠。在試驗中,研究人員將二氧化鈦每層厚度控制在100納米以內,有機聚合物薄膜厚度控制在5納米至20納米,由此形成了類似珍珠層蛋白質相同的尺寸。

  珍珠是人們最爲喜愛的裝飾品之一,不可抵擋的魅力使得珍珠採集業蓬勃發展,這項產業已有幾千年的歷史。

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  珍珠是怎麼形成的呢?當外界的物質――沙粒或寄生蟲進入牡蠣等貝類柔軟的軀體,它們便分泌碳酸鈣與珍珠母將不受歡迎的“入侵者”包裹起來,這種包裹不是一次完成的,貝類每天分泌約3-4次,每次覆蓋塗滿的厚度僅0.5微米,就這樣日復一日層層包裹,至少兩年以後纔會最後形成各種顏色的珍珠。這其實是貝類對入侵者的一種自令人驚歎的防禦機制,貝類自我保護身體的行爲,卻讓人類獲得來自大自然的一件珍貴的禮物。

  珍珠母是種奇妙的物質,它的大部分成分是霰石――一種由海水中碳酸根離子和鈣離子形成的碳酸鈣晶體,但也含有一些貝類分泌的蛋白質,蛋白質像膠水一樣把霰石等成分粘合在一起,這種複合型的結構使得珍珠母非常牢固,不易碎裂。在電子顯微鏡下,珍珠母呈現出層層疊疊的霰石薄層,這是好多年積累而成的。

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  最近,德國研究人員根據珍珠母的特性和形成機理,開發出了具有珍珠母特性的納米材料。他們選擇了堅硬的二氧化鈦陶瓷材料與軟性的有機聚合物進行復合,這兩種材料都有廣泛的應用,而且非常容易加工。研究人員利用化學溶液沉積的方法,將這兩種材料一層一層交替塗在硅基底上。在試驗中,研究人員將二氧化鈦每層厚度控制在100納米以內,有機聚合物薄膜厚度控制在5納米至20納米,由此形成了類似珍珠層蛋白質相同的尺寸。

  這樣開發出的新二氧化鈦納米材料具有類似天然珍珠母材料的特性,可用作產品表面的防刮塗層,也可適用於醫療人體植入物的表面塗料。但是人工複合材料還沒有完全達到天然珍珠母的性能,德國研究人員還將進一步改進材料的加工工藝,未來將完全可以達到天然珍珠母的特性。

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