科学家破解牡蛎玻璃护甲之谜

2014-4-08 14:57 来源: 中国科学报
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科学家破解牡蛎玻璃护甲之谜

        牡蛎的外壳非常透明且坚固,在印度和菲律宾的一些城市,它被用来当作玻璃的替代品。但是,牡蛎外壳99%的组成物质都是方解石,这是一种只含有很少有机材料的易碎物质。一组研究者想要弄清,牡蛎只有手指甲厚的外壳为何能够在抵御多重撞击时还能保持透明,令人造材料望尘莫及。

  当研究者用金刚石猛钻牡蛎的外壳时,它能抵抗方解石承受力10倍的压力,且依然完好无损,研究者将该发现在线发表于近日的《自然—材料》杂志上。在利用电子显微镜观察牡蛎外壳的晶体结构后,研究者终于发现了它的秘密。当承受压力时,牡蛎外壳的晶体结构也会相对扭曲,使得原子重组生成新的边界,避免发生任何形式的破裂(如图所示)。

  这一过程被称为塑变双晶,牡蛎能够将垂直压力水平驱散开,使得自己的壳可以承受多次重击。此外,方解石层与层之间还存在有机物质,避免在水平驱散压力时发生开裂。研究者认为,该研究成果能够为新一代挡风玻璃提供坚固透明的材料,甚至能够为军人提供“透明装甲”。