实验室合成珍珠母:有望重现人体骨骼的强度和韧性

时间:2021-07-21 17:23 作者:188官网
本文摘要:中国科技大学俞书宏教授课题组首次通过模拟天然珍珠母生长过程制取人工模拟结构材料,具有与天然珍珠母高度相似的化学成分、微观结构等特点,兼具良好的强度和韧性。该成果刊登在前几天发行的美国《科学》杂志上。 贝壳内层的珍珠妈妈具有独特而简单的微层结构,这种结构使珍珠妈妈在宏观上没有超强的硬度和韧性,这两者在很多人工合成材料中不能兼得。俞书宏团队首先通过倾向失效和乙酰化转换的方法,用与天然贝壳完全相同的有机材质组成类似的层状框架,重复使用人工腔体。

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中国科技大学俞书宏教授课题组首次通过模拟天然珍珠母生长过程制取人工模拟结构材料,具有与天然珍珠母高度相似的化学成分、微观结构等特点,兼具良好的强度和韧性。该成果刊登在前几天发行的美国《科学》杂志上。

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贝壳内层的珍珠妈妈具有独特而简单的微层结构,这种结构使珍珠妈妈在宏观上没有超强的硬度和韧性,这两者在很多人工合成材料中不能兼得。俞书宏团队首先通过倾向失效和乙酰化转换的方法,用与天然贝壳完全相同的有机材质组成类似的层状框架,重复使用人工腔体。与自然界中贝类花费数年时间大量粘液的有机物质矿化碳酸钙,俞书宏团队化,俞书宏团队设计了循环系统,通过与人体心脏相似的蠕动泵,将饱和状态的碳酸氢钙溶液泵入室内框架,同时带来反应后的瓦解废料,2周内复制珍珠母电子显微镜等多种检测手段指出,通过与自然战略高度相似的材料生长方法制作的人工材料,成分和微观结构与天然珍珠母高度相似,多种尺度再现了天然珍珠母的微观等级结构和力学特性,宏观上也显示了良好的强度和韧性。

俞书宏教授说,人的骨骼和牙齿发育过程与珍珠母构成过程的异曲同工,矿化的主要成分是羟基磷酸钙而不是碳酸钙。运用类似的战略制作人工骨骼和牙齿,将来高度再现人体骨骼的强度和韧性,成分高度相似,有效防止材料植入人体的排异反应,免除了以前的金属部件进入人体的疼痛。


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