Создана гибкая минеральная "кость"

Ученые из Университета Иоганна Гутенберга и Института исследований полимеров Макса Планка создали новый синтетический материал, который состоит на 90% из минералов, но при этом он очень гибкий. Новый гибрид по структуре похож на природные каркасы морских губок.

В природе каркас губок состоит из набора минеральных веществ, которые делают его очень жестким и хрупким, как фарфор. Состоит этот каркас из микроскопических цилиндрических образвоаний – спикул. Эти спикулы впоследствии собираются в сложнейшие структуры, которые даже послужили прототипами некоторых каркасов для небоскребов.

Искусственная трубка из карбоната кальция обладает, казалось бы, невозможным сочетанием свойств: прочностью, присущей минеральным структурам, и гибкостью резины

Созданный немецкими учеными искусственный аналог также изготовлен из натурального материала, карбоната кальция, но при этом обладает удивительной гибкостью. Синтетическую кальцитную структуру можно сгибать, как резину, хоть буквой П – никаких следов разрыва не наблюдается. Это качество может пригодиться, например, в протезировании. Кроме того, очень жесткий, прочный, но гибкий материал может оказаться полезен в производстве бронежилетов.

Добиться невероятной гибкости материала, в основном состоящего из минерала, удалось благодаря добавлению большого количества органического вещества – его в искусственном материале примерно в 10 раз больше, чем в натуральном. Ученые вырастили в лаборатории искусственный каркас морской губки, состоящий из кальцита (CaCO3) и силикатеина. Последний представляет собой белок из кремнистых губок, который в природе является катализатором процесса образования диоксида кремния.

Силикатеин использовали для управления ростом кальцитного каркаса. В результате за 6 месяцев из аморфного материала удалось вырастить трубку минерального каркаса, состоящую из нанокристаллов кальцита. Спикулы в этом каркасе имели крайне малые габариты: 10-300 микрометров в длину и диаметр 5-10 микрометров.

Интересно, что искусственная структура обладает светопроводящим свойством, как оптоволокно, причем это свойство сохраняется даже при сгибании.