ภายใต้ประกายระยิบระยับของหอยมุก โครงสร้างจุลภาคที่สลับซับซ้อนทำให้เซรามิกธรรมชาติมีทั้งความแข็งแกร่งและทนทาน ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นวิธีการจำลองโครงสร้างดังกล่าวในสารที่มนุษย์สร้างขึ้นอิฐ-A-STACK. วัสดุใหม่ที่ทำจากแผ่นไมโครเพลทของเซรามิก เช่น อลูมินา (ซ้าย) ต่อด้วยครกโลหะจำลองโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติของหอยมุกตามธรรมชาติของเปลือกหอยเป๋าฮื้อ (ขวา) ไมโครกราฟทั้งสองมีขนาดต่างกัน จานเทียมมีความหนาประมาณ 10 เท่าของหอยมุก
DEVILLE ET AL./วิทยาศาสตร์
กระบวนการนี้ใช้ประโยชน์จากการเปลี่ยนแปลงที่พบได้บ่อยที่สุดในธรรมชาติ นั่นก็คือการแช่แข็งของน้ำ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องง่ายอย่างน่าทึ่ง ราคาไม่แพง และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม นักพัฒนากล่าว
รับข่าววิทยาศาสตร์ในกล่องจดหมายของคุณ
ล่าสุดและยิ่งใหญ่ที่สุดจากนักเขียนผู้เชี่ยวชาญของเราทุกสัปดาห์
ที่อยู่อีเมล*
ที่อยู่อีเมลของคุณ
ลงชื่อ
นักวิจัยเหล่านี้ที่ Lawrence Berkeley (Calif.) National Laboratory ได้ใช้วิธีการใหม่ของพวกเขาในการสร้างสารที่ทนทานเป็นพิเศษซึ่งอาจทำหน้าที่เป็นโครงสร้างสำหรับการเจริญเติบโตของกระดูกใหม่ วิธีนี้ยังใช้ได้ดีกับวัสดุที่ไม่ใช่ชีวภาพ รายงานของ Sylvain Deville และเพื่อนร่วมงานของเขาในวารสาร Scienceฉบับ วันที่ 27 มกราคม ทีมงานได้ประดิษฐ์วัสดุผสมเซรามิกโลหะแบบใหม่ที่ได้รับประโยชน์จากสถาปัตยกรรมภายในที่เหมือนเปลือกหอย
สัตว์จำพวกหอย เช่น หอยเป๋าฮื้อและหอยนางรมสร้างเกราะสีรุ้งที่เรียกว่า nacre จากผลึกแคลเซียมคาร์บอเนตที่เปราะบางและโปรตีนที่ยืดหยุ่นซึ่งเรียงตัวกันเหมือนอิฐและปูน ตามลำดับ (SN: 5/16/92, p. 328) ผู้เชี่ยวชาญด้านวัสดุชื่นชมความยืดหยุ่นของคอมโพสิตมานานแล้ว
ซึ่งเหนือกว่าเซรามิกที่มนุษย์สร้างขึ้น
สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์
รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ
ติดตาม
Eduardo Saiz สมาชิกในทีมกล่าวว่า ความพยายามในอดีตในการจำลองแบบเทียมของเปลือกมักจะหยุดชะงักลงหลังจากใช้ไมโครเลเยอร์สองสามชั้นหรือสร้างการเคลือบที่หยาบกว่าของจริง สมาชิกในทีม Eduardo Saiz (SN: 6/21/03, p. 397: มีให้สำหรับสมาชิกที่Material เลียนแบบหอยมุกในรูปและเนื้อสาร ). ด้วยการใช้วิธีการใหม่นี้ เขา Deville และ Antoni P. Tomsia จากห้องทดลอง Lawrence Berkeley และ Ravi K. Nalla ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่ Intel Corp. ใน Chandler รัฐแอริโซนา ประดิษฐ์ชิ้นเซรามิกหนาเป็นเซนติเมตรที่มีชั้นภายในเกือบจะบางพอๆ กับ ของมุกธรรมชาติ
“นี่เป็นรายงานที่น่าตื่นเต้น” Manfred Rühle จากสถาบันมักซ์พลังค์เพื่อการวิจัยโลหะในเมืองสตุตการ์ต ประเทศเยอรมนีให้ความเห็น วิธีการใหม่นี้ “แสดงถึงความก้าวหน้าในการประมวลผลวัสดุขั้นสูง” เขากล่าวเสริม
ในการทำเซรามิกโครงสร้างจุลภาค เดวิลล์และเพื่อนร่วมงานผสมน้ำกับผงเซรามิกบดละเอียดและสารประสานโพลิเมอร์ จากนั้นพวกเขาก็เทส่วนผสมลงในห้องที่มีระยะห่างไม่กี่เซนติเมตร ด้วยการควบคุมอุณหภูมิใต้จุดเยือกแข็งอย่างระมัดระวังที่ด้านล่างและด้านบนของห้อง นักวิจัยได้สร้างการไล่ระดับอุณหภูมิที่สร้างโครงสร้างน้ำแข็งที่บางครั้งพบในน้ำทะเลที่แช่แข็ง
ในโครงสร้างนั้น แผ่นผลึกน้ำแข็งรูปหกเหลี่ยมขนาดจิ๋วก่อตัวขึ้นในแนวตั้งในห้อง เมื่อผลึกเหล่านั้นโตขึ้น พวกมันบังคับให้ผงและสารยึดประสานรวมตัวกันระหว่างแผ่นน้ำแข็งบริสุทธิ์ การทำแห้งแบบเยือกแข็งจะขจัดน้ำแข็งออก และการเผาผนึกที่อุณหภูมิสูงจะทำให้ชั้นตัวประสานเซรามิกแต่ละชั้นแข็งตัวเป็นแผ่นแข็ง ในที่สุด นักวิจัยได้เลือกสารที่ทำหน้าที่เป็นโปรตีนของมุกและนำมันเข้าไปในช่องว่างระหว่างแผ่นเซรามิก
ในการสร้างวัสดุผสมกระดูก นักวิจัยใช้อีพ็อกซี่เป็นปูนระหว่างแผ่นไฮดรอกซีอะพาไทต์ ซึ่งเป็นเซรามิกที่เด่นในกระดูกและฟัน สำหรับวัสดุที่ไม่ใช่ชีวภาพ พวกเขาผูกแผ่นอะลูมินากับมอร์ตาร์ที่มีโลหะผสมของอะลูมิเนียมและซิลิกอน และในบางกรณีอาจใช้ไททาเนียม วัสดุผสมดังกล่าวอาจเป็นประโยชน์กับหลายอุตสาหกรรม รวมถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ การตัดเฉือน และการผลิตด้านการบินและอวกาศ
credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>> สล็อตแตกง่ายเว็บตรง
