中安在線訊 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，中國科學技術大學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構材料，具有與天然珍珠母高度相似的化學成分、微觀結構等特征，并兼具很好的強度及韌性。該成果刊發(fā)在10月7日出版的國際權威學術期刊《科學》雜志上。

　　據(jù)介紹，貝殼內(nèi)層的珍珠母具有獨特而復雜的微觀層狀結構，這種結構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)異力學性能，仿珍珠母材料的制備一直是材料科學領域的研究熱點之一。

　　為了還原珍珠母的復雜結構，目前科學家們已發(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-燒結法等，通常設備復雜且須通過超高溫燒結成型，制備的材料的多級結構控制不夠深入，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)用特定有機材料構筑層狀框架結構，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。”俞書宏團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，俞書宏團隊設計了一個“循環(huán)系統(tǒng)”，在兩周內(nèi)就能“復制”珍珠母長達數(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。 ”俞書宏介紹說，但這種方法用于骨缺損修復領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，也免去了以前金屬構件放入人體還要取出的痛苦。