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德据珍珠母特性和形成机理开发出新纳米材料

来源:科技日报 2010-01-18 09:39

最近,德国斯图加特大学和马普金属研究所的研究人员利用二氧化钛和一种有机聚合物,开发出了具有珍珠母特性的纳米材料,预计这种材料将在生产和消费品领域“大展拳脚”。

珍珠母材料非常坚硬,特性稳定,每层厚度只有几个纳米。贻贝、蜗牛等许多水中软体动物都有一个珍珠母材料形成的坚硬外壳,这种外壳能起到预防天敌的作用,也被人类用于加工成工艺品或装饰家具。

珍珠母的珍珠层中95%为碳酸钙成分,在电子显微镜下看到的是层层叠叠的文石薄板。软体动物分泌的蛋白质像胶水一样涂在壳体表面并具有很强的韧性,这样可以防止表面裂纹扩散。

斯图加特大学和马普金属研究所的研究人员研究了珍珠母的特性和形成机理,选择了坚硬的二氧化钛陶瓷材料与软性的有机聚合物进行复合,这两种材料都有广泛的应用,而且非常容易加工。研究人员利用化学溶液沉积的方法,将这两种材料一层一层交替涂在硅基底上。在试验中,研究人员将二氧化钛每层厚度控制在100纳米以内,有机聚合物薄膜厚度控制在5纳米至20纳米,由此形成了类似珍珠层蛋白质相同的尺寸。

开发出的新二氧化钛纳米材料具有类似天然珍珠母材料的特性,可用作产品表面的防刮涂层,也可适用于医疗人体植入物的表面涂料。但是人工复合材料还没有完全达到天然珍珠母的性能,德国研究人员还将进一步改进材料的加工工艺,未来将完全可以达到天然珍珠母的特性。

珍珠母通常用在高品质的珍珠乐器中,也广泛用于装饰家具,另外,珍珠母制成的漆可作为船只的防腐涂料,高品质的衬衫也经常使用珍珠母材料的纽扣。(生物谷Bioon.com )

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