صدف‌های دریایی؛ الگویی برای ساخت مصالح ساختمانی مقاوم‌تر

صدف‌های دریایی حدود صد میلیون سال است که به‌شکلی بی‌نقص از ساکنان خود محافظت می‌کنند؛ بنابراین شاید تعجب‌آور نباشد که دانشمندان و شیمی‌دانان اکنون ساختار منحصربه‌فرد آن‌ها را در یک ماده مصنوعی بازتولید کرده‌اند.

محققان دانشگاه منچستر و دانشگاه لیدز با الهام از صدف‌ها، کربنات کلسیم (گچ) را با ذرات پلی‌استایرن، مشابه آنچه در لیوان‌های یک‌بارمصرف استفاده می‌شود، تقویت کرده‌اند. این دستاورد می‌تواند به تولید مصالح ساختمانی مقاوم‌تر، مواد جایگزین استخوان و سایر کاربردهای عملی منجر شود.

دانشمندان با ترکیب کریستال‌های کلسیت با ذرات پلی‌استایرن، یک سرامیک پلیمری ساخته‌اند که نسبت به گچ شکنندگی کمتری دارد و در نتیجه کمتر ترک می‌خورد. نکته جالب این است که وقتی این ماده ترک می‌خورد، پلیمر داخل ترک‌ها کشیده می‌شود و به‌جای شکستن ساده، انرژی را جذب می‌کند؛ این سازوکار شناخته‌شده‌ای برای جذب انرژی و افزایش دوام است.

به گفته محققان، با انتخاب ذرات با اشکال، اندازه‌ها و ترکیبات مختلف می‌توان خواص این ماده را برای کاربردهای گوناگون تنظیم کرد. البته صدف‌های دریایی حاوی پلی‌استایرن نیستند، اما پروتئین‌هایی دارند که هدفی مشابه را دنبال می‌کنند.

دکتر استیون آیکهورن از دانشگاه منچستر گفت: «هنوز به پژوهش و آزمایش بیشتری نیاز است، اما تحقیق ما به‌طور بالقوه روشی ساده برای مهندسی مواد کامپوزیتی جدید و مقاوم بر پایه گچ با طیف گسترده‌ای از کاربردهای مفید ارائه می‌دهد.» نتایج این پژوهش به‌تازگی در مجله Advanced Materials منتشر شده است.

ترجمه و تنظیم: صما