Kritt og skjell er laget av det samme: kalsiumkarbonat. Skjell som er sterkere fordi de har fanget proteiner inne, og forsker hadde trodd at disse proteinene ble fanget som fluer i gult. Det viser seg at det er mer organisert enn det.
Forskere vet at det er de små proteiner som er fanget inne i som gjør forskjellen mellom smuldrer kritt og rock-lignende skall. Disse proteinene er klemt ned, som komprimert springs. Det virker som om det ville gjøre kalsiumkarbonat mer skjøre, men det skaper faktisk en trykkbelastning kraft som styrker materiale.
Hvordan proteiner fikk fanget inne kalsiumkarbonat var en sak for debatt—før nå. En gruppe forskere gjør en studie på kalsiumkarbonat ved Lawrence Berkeley National Laboratory utgitt sine resultater i Naturen Kommunikasjon i dag.
Den lille strukturer anstrengende mot kalsiumkarbonat er såkalte micelles. Micelles kan se ut som lite tadpoles, med hode og hale, men hodet er hydrofile og halen er hydrofobe.
Legg dem i vann og danner de små runde bunter, haler innover og hydrofile hoder utover. Det kommer teorien var at de havnet tilfeldig på og danner kalsiumkarbonat, og det vokste raskt nok til at micelles ikke flytte. De var som fluer fanget i flytende rav.
Sponset
Forskerne brukte atomic force mikroskopi og de fant at det ikke var sånn. Kalsiumkarbonat vokser inn i formasjoner som ser ut som et stort, bredt serie av trinn. Når micelles land på den voksende shell, de holde seg til bare de aller kanten av trinn—skarpheten på kanten tillater dem å bånd med materialet. Kalsium karbonat vokser opp rundt micelles—selv lager små hulrom i seg selv til å imøtekomme dem.
Hulrom er ikke ganske bred nok, skjønt. Som kalsiumkarbonat vokser rundt dem, den komprimerer sine sider. Dette komprimering forlater micelles anstrengende ut, å legge press på kalsiumkarbonat og herding det.
Dette representerer en betydelig endring fra hvordan forskere hadde antatt dette materialet dannet. I stedet for en rask slurvete prosessen, det er en nøyaktig en som er avhengig av kjemisk interaksjon mellom kalsiumkarbonat trinn og micelles. Forskerne håper at de kan bruke denne kunnskapen til å hjelpe dem med å bygge sin egen ultra-harde materialer laget av to ulike stoff inne på nanoskala.
[Direkte observasjon av mineral–organiske sammensatte dannelse viser okklusjon mekanisme, Hvor Skjellene Får Sin Styrke]
Shell Bilde: H. Zell. Micelle Bilde: Wiki Commons. Micelle Komprimering av Bilder og Micro Bilder: Nature Communications.