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像自然界生物那样用压力驱动融合制造整材

Peer-Reviewed Publication

American Association for the Advancement of Science (AAAS)

在海胆和颗石藻的启发下,研究人员展示了用压力驱动融合来制造由单一化合物无定形碳酸钙(acc)组成的矿物质或陶瓷的能力;海胆和颗石藻可利用环境中的acc生成无机物骨架。这些发现代表了在传统陶瓷烧结法上取得的进步,它或能证明,可用温敏生物矿物和生物材料来构建由单一化合物(或整材)组成的其它材料。无机材料是现代技术中使用的大宗原料。然而,合成无机整材具有挑战性,因为现在的烧结技术会破坏材料的连续性并会限制其机械强度。就 acc 而言,这种情况尤其真切,因为尽管它是一种相对较硬的材料,但它对加热很敏感,往往会在被压缩时形成刚性晶体结构。在自然界中,生物体已经演化出了用acc颗粒生成刚韧兼具无机物外骨骼的方法。Zhao Mu和同事在此证明,可通过压缩制造类似的 acc 整材。其做法为:以某种方法对结构性化合水的份量和acc颗粒的外部压力进行调节,使得颗粒的边界能互相融合但又不引发整个样品结晶,因此而产生的透明整材会具有类似于单晶方解石的机械强度。据作者披露,这个过程大体上类似于使用大量无定形颗粒所产生的骨架生物矿化,它或可用于大规模高效地制造结构连续的无机整材。

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