به همت محققان؛

راز سخت‌ترین ماده روی زمین فاش شد / پیش به‌سوی ساخت مواد مصنوعی فوق قوی

محققان، نانومکانیک اساسی که به صدف مروارید سختی و حالت ارتجاعی می‌دهد را کشف کردند؛ پیشرفتی که می‌تواند منجر به ساخت مواد مصنوعی فوق قوی شود.

کد خبر: ۸۰۱۲۸۳

پنجشنبه - ۰۹ آبان ۱۳۹۸ / October 31, 2019

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، صدف مروارید (Nacre) ماده‌ای است که قسمت داخلی پوسته بعضی نرم تنان را می‌پوشاند و به عنوان سخت‌ترین ماده طبیعی شناخته شده است. رابرت هوودن از دانشگاه میشیگان می‌گوید: ما انسان‌ها می‌توانیم مواد سخت را با استفاده از محیط مصنوعی بسازیم. اما نمی‌توانیم نانومهندسی که صدف‌ها به کار می‌برند را شبیه سازی کنیم.

محققان می‌دانند که Nacre از قسمت‌های آراگونیتی میکروسکوپی که با مواد آلی پوشانده شده اند، ساخته می‌شوند. در مرکز تحقیقاتی میشیگان، محققان از میکروفیزوالکتریک‌ها استفاده کردند تا به پوسته Pinna nobilis یا صدف‌های دو کپه‌ای در حالیکه زیر میکروسکوپ هستند، نیرو وارد کنند و آنچه اتفاق می‌افتد را مشاهده کنند.

آن‌ها فهمیدند که «بلوک ها» قرص‌های چندوجهی هستند که از نظر اندازه فقط چندصد نانومتر هستند. براساس یافته‌های این مرکز تحقیقاتی، قرص‌ها جداگانه و بصورت لایه‌ای چیده شده و روی آن‌ها را مواد آلی می‌پوشاند. هنگامیکه به این پوسته‌ها فشار اعمال شود، مواد آلی جمع می‌شوند، قرص‌ها بهم می چسبند و یک سطح جامد را شکل می‌دهند. وقتی فشار از بین می‌رود ساختار بدون از دست دادن قدرت و انعطاف پذیری به حالت قبلی خود برمی گردد. در این آزمایش Nacre مقاومت خود را در اثر ضربه‌های مکرر تا ۸۰ درصد حفظ کرد.

هوودن گفت: باورکردنی نیست یک صدف کوچک که باهوش‌ترین موجود هم نیست، ساختار‌های زیادی با استفاده از مقیاس‌های بسیار می‌سازد. این موجودات مولکول‌های واحد کربنات کلسیم را می‌سازند، آن‌ها را در لایه‌هایی به ابعاد نانو که با مواد آلی بهم چسبیده اند، می‌چینند و تمام این‌ها ساختار پوسته را که ترکیبی از Nacre و دیگر مواد است، شکل می‌دهد.

هوودن معتقد است انسان‌ها می‌توانند از روش صدف برای ایجاد نانوکامپوزیت‌های مهندسی شده که به مراتب سبک‌تر و قوی‌تر از روش‌های امروزهستند، استفاده کنند.