Pearls have either been coveted or discarded without second thought. The importance applied to the object largely depends on culture. According to the American Museum of Natural History, Polynesian children used pearls as marbles. However, many groups placed importance not on pearls, but their housing. After ingesting the mollusks, the leftover iridescent shells were used as decorative inlay for objects carved from wood, ivory and bone.
The composite responsible for the flashy coloring is nacre, or mother-of-pearl.
“An amorphous precursor to nacre formation has been suspected to exist, but has never been successfully identified, despite extensive attempts” write a team of researchers recently in the Journal of the American Chemical Society.
Now, those researchers have gained some insight into how this biomineral is formed at the atomic and nanometer scale, presenting the first observations of amorphous calcium carbonate to nacre formation.
Amorphous calcium carbonate minerals have been identified as the first phases of biominerals deposited by living organisms. “Sea urchin embryonic spicules were the first biominerals in which an amorphous precursor was discovered, followed by sea urchin spines and teeth, bone, tooth enamel and a variety of other biominerals,” the researchers write.
“People have been trying to understand if nacre had an amorphous calcium carbonate precursor for a long time,” said Pupa Gilbert, a physics professor at Univ. of Wisconsin-Madison and an expert on biomineral formation.
The team used the U.S. Dept. of Energy’s Advanced Light Source, located at the Lawrence Berkeley National Laboratory, to observe the chemical transformation taking place when amorphous calcium carbonate transforms into aragonite, a mineral that manifests as nacre.
The researchers observed the transformation in shells from red abalone (Haliotis rufescens).
According to Gilbert, the hydrated amorphous material quickly dehydrates and crystalizes into aragonite. The process involves calcium atoms, which are initially bound to six oxygen atoms, binding to nine oxygen atoms when crystallized.
“It is how the atoms are arranged that matters. The actual chemical composition of calcium carbonate does not change. Only the structure does upon crystallization,” she said, noting it was an unsuspected find.
“Everyone expected to find amorphous precursor material that already had the symmetry of the final crystal at the atomic scale, lacking only the long-range order of crystals. We stand corrected,” she said.
The researchers captured details of the process down to 20 nm in size.
An underlying brickwork structure makes nacre both tough and durable. According to Gilbert, understanding the natural process behind nacre formation may eventually prove useful for industrial applications.
ไข่มุก มีทั้งการโลภหรือยกเลิกโดยไม่คิดที่สอง สำคัญที่ใช้กับวัตถุส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับวัฒนธรรม ไปตามพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติ , เด็ก Polynesian ใช้ไข่มุกเป็นหินอ่อน อย่างไรก็ตาม หลายกลุ่มธุรกิจ ให้ความสำคัญไม่ใช่ไข่มุก แต่ที่อยู่อาศัยของพวกเขา หลังจาก ingesting หอยเหลือปลั่งหอยถูกใช้เป็นสลักตกแต่งสำหรับวัตถุที่แกะสลักจากไม้ งาช้างและกระดูกคอมโพสิตรับผิดชอบ ฉูดฉาด สีเป็นหอยมุก หรือมุก ." เป็นสารตั้งต้นสำหรับการเกิดไข่มุกถูกสงสัยอยู่ แต่ไม่เคยถูกระบุเรียบร้อยแล้ว แม้จะมีความพยายามเขียนอย่างละเอียด " ทีมนักวิจัยเมื่อเร็ว ๆนี้ในวารสารสมาคมเคมีแห่งอเมริกาตอนนี้นักวิจัยที่ได้รับความเข้าใจในวิธีการนี้ biomineral เกิดขึ้นที่อะตอมและระดับนาโนเมตร นำเสนอตัวอย่างแรกของแคลเซียมคาร์บอเนตซึ่งสร้างไข่มุก .สัณฐาน แคลเซียม คาร์บอเนต แร่ธาตุที่ได้รับการระบุเป็นขั้นตอนแรกของ biominerals ฝากโดยสิ่งมีชีวิต " เม่นทะเลตัวอ่อนสปิคุลเป็น biominerals ซึ่งเป็นสารตั้งต้นซึ่งถูกค้นพบตามด้วยเม่นทะเลหนาม และ ฟัน กระดูก ฟัน เคลือบฟันและความหลากหลายของ biominerals อื่น ๆ , " นักวิจัยเขียน" มีคนพยายามที่จะเข้าใจถ้าไข่มุก มีโปรตีน แคลเซียม คาร์บอเนต ไปอีกนาน " บอกว่า ดักแด้ กิลเบิร์ต ฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยวิสคอนซิน แมดิสัน และอาจารย์ที่เชี่ยวชาญใน biomineral ก่อตัวทีมสหรัฐอเมริกาแผนกของแหล่งกำเนิดแสงที่ใช้พลังงานสูง ตั้งอยู่ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Lawrence Berkeley เพื่อสังเกตการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เกิดขึ้นเมื่อแคลเซียม คาร์บอเนต แปลงร่างเป็นอสัณฐานแร่อะราโกไนต์ , ที่ manifests เป็นไข่มุก .นักวิจัยได้สังเกตการเปลี่ยนแปลงจากหอยเป๋าฮื้อ ( Haliotis หอยแดงแดง )จาก Gilbert , hydrated สัณฐานวัสดุได้อย่างรวดเร็วและ dehydrates crystalizes เป็นอะราโกไนท์ . กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับอะตอมแคลเซียม ซึ่งจะเริ่มผูกพันกับอะตอมออกซิเจนหก , การจับออกซิเจนเก้าอะตอมเมื่อศัตรู" มันเป็นวิธีที่อะตอมจะจัด ที่สำคัญ จริงองค์ประกอบทางเคมีของ แคลเซียม คาร์บอเนต ไม่เปลี่ยนแปลง แต่โครงสร้างไม่เมื่อการตกผลึก , " เธอกล่าว , noting เป็นสิ่งที่ไม่คาดหมายค้นหา" ทุกคนคาดหวังที่จะหาวัสดุอสัณฐานตั้งต้นว่ามีความสมมาตรของผลึกสุดท้ายในระดับอะตอม ขาดเพียงการลำดับของผลึก เราไม่ได้ทำอะไรผิด " เธอกล่าวนักวิจัยจับรายละเอียดของกระบวนการลงไป 20 nm ในขนาดพื้นฐานโครงสร้างก่ออิฐให้หอยมุกทั้งเหนียว และทนทาน ตาม กิลเบิร์ต ความเข้าใจกระบวนการธรรมชาติหลังเกิดไข่มุกในที่สุดอาจพิสูจน์เป็นประโยชน์สำหรับอุตสาหกรรม
การแปล กรุณารอสักครู่..
