软硬质组合材料形成了贻贝铰合部的抗疲劳扇形物

在贻贝这种双壳类动物的一生中，它们是如何做到在数十万个轻松开关贝壳的周期中不损坏其贝壳的？这种抗疲劳材料可用于电子器件、航空航天和组织工程设计，因为在这些设计中的组件需要反复操作而不发生故障。Xiang-Sen Meng和同事进一步观察了双壳类的褶纹冠蚌（Cristaria plicata）贝壳上的铰合部，发现其答案隐藏于设计和材料的组合之中，该组合可抵抗因时变迁而发生的脆性断裂。Meng等人在显微镜下的观察显示，该铰合部可通过其类似折扇的一种结构而得到其独特的属性；该结构由生物矿化的文石纳米线构成其扇骨，而其折叠则由较软的有机基质组成。这些纳米线赋予了材料的刚性并有助于将应力分布到铰合部的周边，并通过在文石晶体中形成的孪晶面而得到加强。当贝壳开合时，该软性基质可吸收压缩和剪切应力。研究人员通过将玻璃纤维嵌入聚二甲基硅氧烷聚合物基质中而研发了一种概念验证型人工铰链。Rachel Crane和Mark Denny在相关的《视角》中对这些发现进行了讨论。