中科大合成珍珠母取得突破性進展

　　據(jù)安徽商報消息，實驗室里“長出”了珍珠母，其成長速度比自然界的珍珠還快百倍！日前，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏教授課題組在人工合成珍珠母方面取得突破性進展，首次通過模擬天然珍珠母生長過程制備了人工仿生結(jié)構(gòu)材料，具有與天然珍珠母高度相似的化學(xué)成分、微觀結(jié)構(gòu)等特征，并兼具很好的強度及韌性。該成果刊發(fā)在10月7日出版的國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志上。

　　據(jù)介紹，貝殼內(nèi)層的珍珠母具有獨特而復(fù)雜的微觀層狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使珍珠母在宏觀上同時具備超常的硬度和韌性，這二者在許多人工合成材料中無法兼得。為在人工體系里實現(xiàn)類似珍珠母的優(yōu)異力學(xué)性能，仿珍珠母材料的制備一直是材料科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點之一。

　　為了還原珍珠母的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，目前科學(xué)家們已發(fā)展了一些制備二維仿珍珠母薄膜材料的方法。但對于三維體相仿珍珠母材料，已有的合成方法如陶瓷漿料組裝-燒結(jié)法等，通常設(shè)備復(fù)雜且須通過超高溫?zé)Y(jié)成型，制備的材料的多級結(jié)構(gòu)控制不夠深入，并且將很多不耐高溫的材料排除在外。“反觀自然界中珍珠母的形成過程，貝類首先在外套膜和貝殼內(nèi)壁的生長面之間的腔體內(nèi)用特定有機材料構(gòu)筑層狀框架結(jié)構(gòu)，層間填滿富含蛋白質(zhì)的膠狀物質(zhì)，然后在層間不斷富集碳酸鈣并使其礦化，最終形成堅硬而不失韌性、成分簡單卻流光溢彩的珍珠母層?！庇釙陥F隊在實驗室里巧妙地模擬了這個過程。

　　他們首先用與天然貝殼中完全相同的有機材質(zhì)搭建出類似的層狀“框架”，并置入人工“腔體”中。不同于自然界中貝類花費數(shù)年時間不斷分泌該有機物質(zhì)并使碳酸鈣其在框架上礦化，俞書宏團隊設(shè)計了一個“循環(huán)系統(tǒng)”，在兩周內(nèi)就能“復(fù)制”珍珠母長達(dá)數(shù)年的自然形成過程，速度超其百倍。

　　珍珠母有何用？

　　“雖然，目前人工合成的珍珠母還無法擁有天然珍珠的‘暈彩’，再加上制造成本等諸多因素，這種合成方法暫時還不便用于生產(chǎn)裝飾用的珍珠?！庇釙杲榻B說，但這種方法用于骨缺損修復(fù)領(lǐng)域則可能成為眾多骨骼受損患者的福音，因為人類的骨骼和牙齒發(fā)育過程與珍珠母形成過程異曲同工。而運用類似的策略合成人工骨骼或牙齒，有望高度重現(xiàn)人體骨骼的強度和韌性，可有效避免材料植入人體的排異反應(yīng)，也免去了以前金屬構(gòu)件放入人體還要取出的痛苦。

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