Dieses synthetische Perlmutt ist zehn Mal härter als Keramik


Keramik ist ein häufiger Material zu arbeiten – aus strapazierfähigen Lager, hitzebeständigen Verkleidung auf Raumschiff – aber sie alle haben eine fatale Schwäche: sie sind zerbrechlich. Jetzt aber von der Natur inspiriert, Forscher machen eine Keramik, die Perlmutt imitiert – und ist zehnmal stärker als normale Keramik.

Das Material, entwickelt von Forschern aus dem Laboratoire de Synthèse et Fonctionnalisation des Céramiques am CNRS, widerspiegelt die Struktur in Perlmutt gefunden – das Material erstellt, indem die kleinen Single-schalig marine Weichtier Abalone und derjenige, der die äußere Oberfläche der Perlen bildet. Es ist wünschenswert, die nachahmen, weil es stark und widerstandsfähig ist – aber leider ist es auch unglaublich teuer.

Die Struktur von Perlmutt ist was es so besonders macht. Bestehend aus 95 % Calciumcarbonat – die selbst untrennbar zerbrechlich ist – unter dem Mikroskop sieht es aus wie ein Stapel von Bricks (auf der linken Seite im oberen Bild), alle stecken zusammen mit einer Art von Mörtel aus Proteinen hergestellt. Die komplexe Struktur bedeutet, dass es unglaublich hart für Risse, es zu verbreiten – macht es extrem hart.

Inspiriert von Perlmutt, beschlossen die Materialwissenschaftler, eigene Miniatur Ziegel aus Aluminiumoxid-Pulver in mikroskopisch kleinen Thrombozyten gebildet zu bauen. Sie dann in Wasser suspendiert, ließ sie zu einem dicht gepackten Bodensatz bilden, die Mischung nach und nach um die Eiskristalle wachsen, die fein säuberlich geordneten stapeln die Thrombozyten gezwungen, und schließlich das ganze Wasser verdrängen und das entstandene Material Dichter wärmebehandelt gekühlt.

Das Ergebnis, veröffentlicht in Nature Materials, ist eine Substanz, die zehnmal stärker als ein herkömmlicher Keramik und behält seine Eigenschaften bei Temperaturen bis zu 600 ° C. Genau wie Perlmutt widersteht es Risse aufgrund ihrer Backstein-ähnliche Struktur (auf der rechten Seite im Bild oben), so dass Risse haben einen langen Weg, Auswirkungen auf die Integrität des Materials machen Reisen. Nicht nur das, aber: die Forscher behaupten, es sollte nicht teurer als andere gemeinsame Keramik zu machen und so billiger als Perlmutt selbst.

Recht ordentlich ist, dass die Herstellungstechnik auch auch zu anderen base Pulver angewendet werden könnte, solange sie verwendet werden können, um die netten kleine Plättchen bilden. Egal, aber das Material ist super-robust und ziemlich billig – so ist es wahrscheinlich wird es bald beginnen, erscheinen in der alles von Ersatz-Gelenke, Panzerung. Sie können eine Molluske für die Inspiration danken. [Natur über PhysOrg]

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