Kalk en schelpen zijn gemaakt van hetzelfde ding: calciumcarbonaat. Schelpen zijn sterker omdat ze gevangen eiwitten binnen, en de wetenschapper had gedacht dat deze eiwitten werden opgesloten zoals vliegen in amber. Het blijkt dat het veel meer georganiseerd dan dat.
Wetenschappers weten dat het de kleine eiwitten zitten, dat maakt het verschil tussen de afbrokkelende krijt en rock-achtige shell. Deze eiwitten worden samengeperst naar beneden, zoals gecomprimeerde springs. Dat lijkt alsof het zou de calcium carbonaat meer kwetsbaar, maar het creëert een drukkracht dat versterkt het materiaal.
Hoe de eiwitten werd gevangen in calciumcarbonaat is een kwestie van debat tot nu toe. Een groep van wetenschappers bezig met een studie over calciumcarbonaat bij het Lawrence Berkeley National Laboratory vrijgegeven van hun resultaten in Nature Communications vandaag.
De kleine structuren spannen tegen de calcium carbonaat zijn de zogenaamde micellen. Micellen kunt zien eruit als kleine kikkervisjes, met een kop en een staart, maar in hun hoofd is hydrofiel en hun staart is waterafstotend.
Zet ze op in water en vormen ze kleine ronde bundels, staarten naar binnen en hydrofiele koppen naar buiten. De theorie gaat, was dat ze landde willekeurig op de vorming van calciumcarbonaat en het groeide snel genoeg dat de micellen niet verplaatsen. Ze waren net vliegen gevangen in stromend amber.
Gesponsord
De onderzoekers gebruikten de atomic force microscopie en ze vond het niet leuk. Calciumcarbonaat groeit in formaties die eruit zien als een grote, brede reeks van stappen. Wanneer de micellen land op de groeiende shell, ze zitten alleen aan de rand van de stappen—de scherpte van de rand hen in staat stelt om een band met het materiaal. Het calciumcarbonaat dan groeit rond de micellen—zelfs voor het maken van kleine gaatjes in zich om hen op te vangen.
De gaatjes zijn niet heel breed genoeg, dat wel. Als de calcium-carbonaat groeit om hen heen, het comprimeert hun zijden. Deze compressie laat de micellen persen naar buiten, waardoor de druk op het calciumcarbonaat en verharding.
Dit vertegenwoordigt een aanzienlijke verandering van de manier waarop de onderzoekers had aangenomen van deze materialen gevormd. In plaats van een snelle slordige proces, het is een precieze dat afhankelijk is van de chemische reactie tussen het calciumcarbonaat stappen en de micellen. Onderzoekers hopen dat ze kunnen deze kennis gebruiken om hen te helpen bouwen hun eigen ultra-harde materialen gemaakt van twee verschillende stoffen interactie op nanoschaal.
[De directe waarneming van de minerale–en organische samengestelde formatie blijkt occlusie mechanisme, Hoe Schelpen Halen Hun Kracht]
Shell Afbeelding: H. Zeller See. Micelle Afbeelding: Wiki Commons. Micelle Compressie van Afbeeldingen en Micro Beelden: Nature Communications.