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母亲珍珠起源于矿物的转型鉴定

红色鲍鱼通过改变无定形碳酸钙的原子结构使得有光泽,但它的外壳的硬如钉珍珠质衬里。也被称为母珍珠,珍珠层已被人类工作了几千年来制作首饰和花哨的镶嵌家具和乐器。 图片来源:蛹吉尔伯特

大自然是如何使得它的生物矿物 - 比如牙齿,骨骼和贝壳 - 是一个剧本科学家长久以来一直试图阅读。

最有趣的生物矿物中是珍珠层,或母亲的珍珠 - 柔滑,虹彩,比岩石更严厉的复合该行的某些软体动物和大衣实际珍珠贝壳。该材料已被人类工作了几千年,使一切从按钮和牙齿植入物的建筑瓷砖和镶嵌家具和乐器。

但如何珍珠层是由使其逃避了发现尽管几十年来科学探究的动物第一沉积。现在,一队美国威斯康星科学家在一种软体动物最早期报告的珍珠层形成的第一直接实验观察。

教授。蛹吉尔伯特

写在 美国化学学会杂志一队为首的188bet体育官网物理学教授的大学 蛹吉尔伯特 并使用 我们。能源部的 先进光源 在劳伦斯伯克利国家实验室介绍,在这两个红色鲍鱼的原子和纳米尺度,海洋软体动物与母珍珠内衬圆顶壳珍珠层的形成前体阶段。

“人们一直在试图了解是否有珍珠层的无定形碳酸钙前体持续很长一段时间,”吉尔伯特,对生物矿物形成的专家解释说,参照观察到设置珍珠层形成阶段的非结晶碳酸钙。 “有非晶材料的只是一个很小的量,这是很难赶上它,它转变了。”

吉尔伯特和她的同事,使用由先进光源产生的同步加速器辐射,采用分光显微镜无定形碳酸钙的化学转化直接观察到矿物文石,其通过层叠微观多边形文石片剂等砌砖以支持自身表现为珍珠质的光泽和持久的生物材料。 “我们只能捕捉它以像素为单位屈指可数,大小约为20纳米,珍珠层形成片的表面,说:”方式的软体动物存款水合碳酸非晶钙,迅速脱水,然后crystalizes到文石吉尔伯特。

“惊人化学发生在形成珍珠层的表面,”吉尔伯特说,并指出无定形碳酸钙成结晶文石的转化涉及的钙原子,键合最初六个氧原子,和在结晶生物矿物最终9。 “它是原子的排列方式的事项。碳酸钙的实际化学组成不发生变化。仅结构确实结晶时”。

那是很大的惊喜,观察吉尔伯特:“周围的钙原子的原子对称,变化从六至九个月的氧原子,让我们感到吃惊大家预期地发现,已经有最终晶体的对称性在原子尺度上的无定形前体矿物,仅缺少。我们站在纠正晶体的长程有序“。

吉尔伯特说,如何自然的新的,详细的了解,使母珍珠可能有一天借给自己的工业应用。高度耐用的骨植入物是一个例子,该材料还具有环保。

由吉尔伯特和她的同事的研究支持由美国能源部和提供 国家自然科学基金.

特里德维特,大学通信