До чего додумалась наука

В будущем механизм превращения морскими ежами аморфного карбоната кальция в один из самых твердых и прочных природных материалов – кальцит, откроет новую область развития наноматериалов для самых разных областей технологи и.

Весьма прочный природный материал, который образует зубы, кости, раковины моллюсков и острые кромки зубов морских ежей уже долгое время привлекает к себе внимание ученых как один из самых наилучших примеров нанотехнологического процесса сборки материала из мельчайших частиц.

Ученые из Израиля, Германии и Франции под руководством Пупы Джилберт из университета Висконсин-Мэдисон в США смогла впервые описать процесс преобразования карбоната кальция в кальцит. Исследователи полагают, что данный процесс способен отражать суть самых разнообразных примеров минерализации.

В ходе исследований, ученые наблюдали за ростом очень острых скелетных игл, образующих скелет животных, пока те находятся в начальной стадии развития и располагающихся впоследствии на режущей кромке зубов морских ежей. Для этого они использовали инновационный тип микроскопии, основу которого составляет мягкое рентгеновское излучение, получаемое с помощью особого типа ускорителей элементарных частиц — синхротронов.

Спикулы (острые скелетные иглы) – гибридный биологический минерал, который состоит из органических молекул и минеральных компонентов. За 48 часов своего роста они становятся полностью монокристаллическими и бездефектными образованиями, имеющими треугольную форму.

Твердость спикул позволяет морским ежам без труда вгрызаться в грунт, состоящий из такого же минерала кальцита.

Интересовал ученых процесс перехода из аморфного состояния в кристаллическое, когда они наблюдали за развитием двух-трехдневных личинок морских ежей с помощью нескольких методов микроскопии. В ходе наблюдения оказалось, что спикулы зарождаются в скоплениях клеток, в которых организм откладывает первый микрокристалл кальцита. Из него в дальнейшем происходит рост всей спикулы. Далее на гранях этого кристалла происходит наращивание новых ветвей кристалла уже в форме карбоната кальция. Так формируется вся скипула и уже только после этого начинается процесс цепной кристаллизации в кальцит.

Исследователи надеются, что новые знания о процессах минерализации кальцита окажутся полезными при создании новых сверхпрочных и легких материалов.

Оцените автора
www.oir.su
Добавить комментарий