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实验室合成珍珠母:有望重现人体骨骼的强度和韧性

文章出处:十大靠谱网投平台 人气:发表时间:2022-11-11 00:38
本文摘要:中国科学技术大学俞书宏教授课题组首次通过仿真天然珍珠母生长过程制取了人工仿生结构材料,具备与天然珍珠母高度相近的化学成分、微观结构等特征,并兼备很好的强度及韧性。该成果刊登在日前出版发行的美国《科学》杂志上。 贝壳内层的珍珠母具备独有而简单的微观层状结构,这种结构使珍珠母在宏观上同时不具备超常的硬度和韧性,这两者在许多人工合成材料中无法兼得。

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中国科学技术大学俞书宏教授课题组首次通过仿真天然珍珠母生长过程制取了人工仿生结构材料,具备与天然珍珠母高度相近的化学成分、微观结构等特征,并兼备很好的强度及韧性。该成果刊登在日前出版发行的美国《科学》杂志上。

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  贝壳内层的珍珠母具备独有而简单的微观层状结构,这种结构使珍珠母在宏观上同时不具备超常的硬度和韧性,这两者在许多人工合成材料中无法兼得。  俞书宏团队首先通过倾向失效和乙酰化转化成的方法,用与天然贝壳中完全相同的有机材质搭起出有类似于的层状“框架”,并重复使用人工“腔体”中。不同于自然界中贝类花费数年时间大大黏液该有机物质并使碳酸钙在其框架上矿化,俞书宏团队设计了一个“循环系统”,即通过一台起到类似于人体心脏的蠕动泵,大大向腔体内的框架里泵入饱和状态碳酸氢钙溶液,同时带上出有反应后的瓦解废料,在两周内就能“拷贝”珍珠母宽约数年的大自然构成过程,速度超强其百倍。电子显微镜等多种检测手段指出,这种通过与大自然策略高度近似于的材料生长方法制取的人工材料,在成分和微观结构上均与天然珍珠母高度近似于,在多个尺度上重现了天然珍珠母的微观等级结构和力学特性,而宏观上也展现很好的强度和韧性。

  俞书宏教授讲解,人类的骨骼和牙齿发育过程与珍珠母构成过程异曲同工,差异在于矿化的主要成分是羟基磷酸钙而非碳酸钙。运用类似于的策略制备人工骨骼或牙齿,未来将会高度再现人体骨骼的强度和韧性,并因成分高度近似于,可有效地防止材料植入人体的排异反应,也免职了以前金属构件放进人体还要放入的伤痛。


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