软体动物的壳激发了抗断裂玻璃

软体动物外壳的内层启发了加拿大的科学家,他们发明了一种具有塑料弹性的玻璃。

断裂抗玻璃
(A)玻璃复合材料(左边没有指数匹配,右边有指数匹配),(B)玻璃复合材料的微结构,(C)红鲍鱼壳中珍珠层的视图,和(D)珍珠层的微结构(图片:Allen Ehrlicher)

来自麦吉尔大学的研究小组认为这种材料有广泛的应用,包括未来的手机屏幕。

“到目前为止,在高强度、韧性和透明度之间存在权衡,”麦吉尔大学生物工程系副教授艾伦·埃利歇尔(Allen Ehrlicher)说。“我们的新材料不仅比普通玻璃坚固三倍,而且抗断裂能力是普通玻璃的五倍以上。”

这位科学家从自然中获得灵感,创造了一种新的玻璃和丙烯酸复合材料,模仿珍珠质或珍珠母。“大自然是设计大师。研究生物材料的结构并理解它们的工作原理为新材料提供了灵感,有时甚至是蓝图。

研究人员揭示了自然界最坚硬物质的秘密

他说:“令人惊讶的是,珍珠质具有坚硬材料的刚性和柔软材料的耐久性,使它两全其美。”“它是由像粉笔一样的硬块组成,层状的软蛋白具有高度弹性。这种结构产生了非凡的强度,比组成它的材料坚硬3000倍。”

科学家们采用了珍珠层的结构,用玻璃薄片和丙烯酸层复制了它,产生了一种异常坚固但不透明的材料,这种材料易于生产,成本也不高。然后,他们让这种复合材料变得透明。

麦吉尔大学博士后研究员阿里·阿米尼(Ali Amini)说:“通过调整亚克力的折射率,我们使它与玻璃无缝融合,形成真正透明的复合材料。”他们的下一步计划是通过整合智能技术来改善玻璃的抗裂性,从而改变玻璃的颜色、力学和导电性等性能。

研究小组的论文- - - - - -离心和指数匹配产生一个强大和透明的生物灵感珍珠复合-已发表于科学