研究人員解開了珍珠令人難以置信的對稱性的秘密
幾個世紀以來,研究人員一直對牡蠣如何在不規(guī)則形狀的沙?;蛩樾贾車L出驚人對稱的完美圓形珍珠感到困惑?,F(xiàn)在,一個團隊已經(jīng)表明,牡蠣、貽貝和其他軟體動物使用復雜的過程來生長寶石,這些過程遵循自然界中常見的數(shù)學規(guī)則。
當刺激物被困在軟體動物體內(nèi)時,珍珠就會形成,而這種動物通過在珍珠周圍形成光滑的礦物質(zhì)和蛋白質(zhì)層(統(tǒng)稱為珍珠層)來保護自己。根據(jù)10月19日發(fā)表在《美國國家科學院院刊》上的一項分析,在這個不對稱中心上建造的每一層新珍珠層都精確地適應了它之前的珍珠層,消除了不規(guī)則之處,從而形成了一顆圓形珍珠。
堪培拉澳大利亞國立大學的生物地球化學家勞拉·奧特(LauraOtter)說:“珍珠層是我們在某些貝殼內(nèi)部或珍珠外部看到的一種非常美麗、呈彩虹色、閃亮的材料。”
Otter和她的同事發(fā)現(xiàn),一顆珍珠在鋪設珍珠層時的對稱生長依賴于軟體動物平衡兩種基本能力。它糾正了珍珠形成時出現(xiàn)的生長畸變,防止這些變異在珍珠的許多層上傳播。否則,生成的寶石將是不平衡的。
此外,軟體動物調(diào)節(jié)珍珠層的厚度,因此如果一層特別厚,后續(xù)層將相應變薄(SN:3/24/14)。這有助于珍珠在其數(shù)千層中保持相似的平均厚度,使其看起來完美圓潤且均勻。如果沒有這種不斷的調(diào)整,珍珠可能類似于分層的沉積巖,放大了有損其球形的小瑕疵。
研究人員研究了從澳大利亞東部沿海珍珠養(yǎng)殖場的Akoya珍珠貝(Pinctadaimbricatafucata)中采集的keshi珍珠。他們使用金剛石線鋸將珍珠切割成橫截面,然后使用拉曼光譜拋光和檢查寶石,這是一種非破壞性技術,使他們能夠表征珍珠的結構。對于論文中展示的其中一顆珍珠,他們計算了2,615層,沉積了548天。
分析表明,珍珠層厚度的波動表現(xiàn)出一種稱為1/f噪聲或粉紅噪聲的現(xiàn)象,在這種現(xiàn)象中,看似隨機的事件實際上是相互關聯(lián)的。在這種情況下,不同厚度的珍珠層的形成可能看起來是隨機的,但實際上取決于前幾層的厚度。同樣的現(xiàn)象也在地震活動中起作用:地面的隆隆聲看似隨機,但實際上與之前最近的地震活動有關。粉紅噪音也出現(xiàn)在古典音樂中,甚至在監(jiān)測心跳和大腦活動時,密歇根大學安娜堡分校的材料科學家和工程師羅伯特霍夫登說。這些現(xiàn)象“屬于普遍的行為和物理學類別,”霍夫登說。
這是研究人員首次報告“珍珠質(zhì)自我修復,當出現(xiàn)缺陷時,它會在幾層內(nèi)自我修復,而無需使用外部支架或模板,”該研究所生物礦化研究的物理學家PupaGilbert說。威斯康星大學麥迪遜分校沒有參與這項研究。“珍珠層是一種比我們之前所欣賞的更非凡的材料。”
Otter指出:“這些不起眼的生物正在制造超輕超堅韌的材料,比我們使用所有技術制造的材料更容易、更好。”珍珠質(zhì)僅由鈣、碳酸鹽和蛋白質(zhì)構成,“比制造它的材料堅韌3,000倍”。
霍夫登補充說,這種對珍珠的新認識可能會激發(fā)“下一代超級材料”的靈感,例如更節(jié)能的太陽能電池板或優(yōu)化用于航天器的堅韌耐熱材料。
免責聲明:本文由用戶上傳,與本網(wǎng)站立場無關。財經(jīng)信息僅供讀者參考,并不構成投資建議。投資者據(jù)此操作,風險自擔。 如有侵權請聯(lián)系刪除!
-
6月25-28日,由中國進出境生物安全研究會、中國國際旅行衛(wèi)生保健協(xié)會主辦,中國青年創(chuàng)業(yè)就業(yè)基金會支持,中國出入...瀏覽全文>>
-
胃腸鏡檢查,聽起來可能有些令人不安,但實際上,它可能是生活中的救命稻草。對于一些人來說,定期進行胃腸鏡...瀏覽全文>>
-
6月16日-20日,2025年優(yōu)秀博士后研究人員(紹興)研學活動順利舉行。本次活動匯聚了來自全國各地的百余名博士后,...瀏覽全文>>
-
近日,天津松果生物醫(yī)療科技有限公司自主研發(fā)的牛跟腱來源去端肽I型膠原蛋白原材料成功通過國家藥品監(jiān)督管理局...瀏覽全文>>
-
在數(shù)字化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的浪潮奔涌之際,病理學正經(jīng)歷著前所未有的革新機遇。奧偉登(Evident)憑借百年光學技術積淀,以...瀏覽全文>>
-
6月6-8日,CHINAGUT 2025中國腸道大會在寧波國際會議中心隆重舉辦。大會由南京醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院、國家消化...瀏覽全文>>
-
在第28屆北京國際口腔展這一行業(yè)風向標級盛會上,北京易嶺生物科技有限公司(下面簡稱易嶺生物)憑借重磅新品發(fā)...瀏覽全文>>
-
2025款上汽大眾ID 4 X在安徽阜陽地區(qū)的售價會根據(jù)配置和選裝包有所不同?;A版車型的廠商指導價大約在20萬...瀏覽全文>>
-
嵐圖FREE,作為一款集豪華與智能于一體的新能源SUV,正以全新的姿態(tài)迎接每一位渴望高品質(zhì)出行的用戶?,F(xiàn)在,嵐...瀏覽全文>>
-
安徽阜陽的大眾ARTEON 2022新款現(xiàn)已到店,最低售價從34 80萬元起,無疑是近期購車的最佳時機。這款車型以其...瀏覽全文>>