贝壳珍珠母多级结构的化学-力学稳定性

我们从化学稳定性与化学功学耦合的新角度讨论贝壳珍珠母的多级结构及其力学性能。通过化学脱蛋白、脱矿方法与先进的微纳表征技术相结合，发现皱纹盘鲍（haliotis discus hannai）贝壳珍珠母首先是由形状不规整的文石片与有机基质薄层逐层堆垛而成的微结构；其次基本组成—文石片又是由纳米颗粒和片内有机基质网构成的纳米复合结构，其中不同文石片内的颗粒的平均直径及有机基质网的分布都有很大的差异。虽然氢氧化钠溶液对片层间和片内有机基质网都有脱蛋白作用，但是单个文石片的化学稳定性比由其构成的堆垛微结构高得多。进而对氢氧化钠处理后的珍珠母微、纳两级结构分别进行宏观弯曲实验和纳米压痕实验后发现，两者的杨氏模量均出现下降，但是前者的降低幅度更为显著。因此，文石片纳米复合结构比由其构成的堆垛微结构具有更好的化学-力学稳定性。