貝殼是非常堅硬的餅乾，現在研究人員可能知道了為什麼：珍珠的母親塗上殼的內部，以磚砌結構排列，使殼既堅韌又堅固。
鮑魚貝殼由兩層，一個脆性層和堅硬的內層製成，由珍珠母或nacre製成。如果某些東西穿過外層，內部的海蝸牛仍將受到nacre的保護。
令人驚訝的是，這個天然盔甲Nacre的粉筆約為95％。任何在黑板上寫得太好的人都知道粉筆很脆，很容易粉碎。其他5％的材料由30多種蛋白質組成，其作用像將粉筆“磚”放在一起的填縫劑。
北達科他州立大學的材料工程師卡爾帕納·卡蒂（Kalpana Katti）說：“貝殼採用了一些非常謙虛的材料，粉筆和蛋白質，並使事情變得更加艱難。”
Katti告訴LiveScience，物質科學家“想複製貝殼的結構”。這一發現可能有助於激發創新材料用於外太空和運輸技術。
結構上是聲音的貝殼
力量和韌性實際上是材料科學界的兩個截然不同的事情。強度是材料破裂之前可以產生的影響，而韌性是一種材料在不形成裂紋的情況下吸收這種影響的能力。例如，玻璃和矽擅長抵抗彎曲，但是當它們達到某個點時，它們會破碎，因為它們無法吸收更多的能量。鋼很堅硬，因此它可以彎曲而不會碎裂。
最多材料涉及權衡在這兩個屬性之間。
西北大學的研究人員Horacio Espinosa告訴Livescience：“使這種天然材料的獨特之處在於它由相對較弱的成分組成。” Espinosa說，這些薄弱組件的結構方式是“產生遠勝於其個體成分的材料”。
Espinosa的團隊發現，Nacre組件形成了看起來像磚牆的微型結構。磚塊以交替的方式佈置（一層連接在其上方和下方的磚的中心附近），這阻止了裂縫的傳播，從而使材料具有韌性。
當他們仔細觀察時，研究人員還發現這種拼湊而成的微觀結構也賦予了強度，因為磚的形狀非常奇特：它們是波浪狀的。
Espinosa說，Espinosa和他的團隊注意到這些磚“表面上有固有的波浪狀”，它們在末端吻合。 “因此，當它們相對於彼此滑動時，它們往往會互鎖，在大面積上散佈損害並消散能量。”
換句話說，這種波動使Nacre能夠抵抗彎曲而不會破壞其製成的脆性材料。當施加一支力量，否則會導致磚變形並拉開，導致裂縫，波浪形磚的互鎖會散佈出能量。
nacre變成新材料
研究人員掌握了他們對NACRE的花式磚瓦的了解，並建立了具有相同波浪形效果的模型材料。這些材料結構可用於新的納米材料浪潮中，如納米級結構中使用的碳納米管和石墨烯增援，例如納米材料。
普渡大學的首席研究員Pablo Zavattieri告訴LiveScience：“我們想要非常強大，非常堅固且非常僵硬的材料。” “隨著我們發現更多苛刻的應用程序，我們需要以不同方式執行的材料。”
正在考慮用於外部空間應用，輕但施加的飛機裝甲，用於運輸或重量輕量級橋的用途，甚至是耐用電池的材料，這些電池可能會兼作結構性組件，例如，包圍您的筆記本電腦的塑料可以將其作為電源源翻倍。儘管如此，Zavattieri承認此類申請在將來還很遠。
卡蒂說，需要更多的工作來充分理解和復制Nacre的複雜性。她說：“ Nacre的有機雞尾酒是30種蛋白質的雞尾酒，我們甚至不知道一個蛋白質。” “ Nacre的力學非常複雜，是一種非常複雜的層次結構。”
該研究將在今天（2月1日）在《自然通訊》雜誌上在線發布。
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