나크레
NacreNacre(/nene (kˈr/NAY-krr, /nnékrus/NAK-r),)[1]는 진주의 어머니라고도 불리며, 일부 연체동물에 의해 내부 껍질 층으로 생성되는 유기-무기 복합 재료이며, 진주를 구성하는 재료이기도 하다.그것은 강하고, 탄력적이며 무지개빛이다.
나크레는 이매패류, 복족류, 두족류의 가장 오래된 계통 중 일부에서 발견된다.그러나 대부분의 연체동물 껍데기 내층은 진주가 아닌 다종다양하며, 이는 보통 비광택을 발생시키거나 소라진주에서 볼 수 있는 화염구조와 같은 비광택을 발생시키는 경우가 더 드물다.
양식 진주의 외층과 진주 굴과 민물 진주 홍합 껍데기는 진주로 되어 있습니다.진균성 내부껍질층을 가진 다른 연체동물 과로는 핼리오트과, 트로키과, 투르비니과 같은 해양 복족류가 있다.
물리적 특성
구조와 외관
관련된 시리즈의 일부 |
바이오미네랄화 |
---|
Nacre는 아라곤나이트(탄산칼슘의 일종)의 육각형 혈소판 10~20μm,[2] 두께 0.5μm로 연속 평행층상에 배열되어 있다.종에 따라, 알약의 모양은 다르다; 피나의 경우, 알약은 직사각형이며, 대칭 부분은 다소 용해성이 있다.알약의 모양이 어떻든, 가장 작은 단위는 불규칙한 둥근 [3]과립입니다.이러한 층은 탄성 생체 고분자(키틴, 러스트린 및 실크 유사 단백질)로 구성된 유기 매트릭스(계면)로 구분됩니다.이러한 메짐성 혈소판과 탄성 생체 고분자의 얇은 층의 혼합물은 영 계수가 70 GPa이고 항복 응력이 약 70 MPa(건조 시)[4]인 재료를 강하고 탄력 있게 만듭니다.또한 강도와 복원력은 혈소판의 "벽돌 구조" 배열에 의한 접착에 의한 것일 수 있으며, 이는 횡방향 균열 전파를 억제한다.여러 길이에 걸쳐 있는 이 구조는 인성을 크게 증가시켜 [5]실리콘과 거의 같은 강도를 만듭니다.
혈소판의 통계적 변동은 변형 [6]국소화를 촉진하기 때문에 기계적 성능(강도, 강도 및 에너지 흡수)에 부정적인 영향을 미칩니다.그러나 통계적 변동의 부정적인 영향은 변형 [6]경화를 수반하는 고장 시 변형률이 큰 인터페이스에 의해 상쇄될 수 있습니다.한편, nacre의 파괴 인성은 통계적 변화가 중간 정도일수록 증가하여 균열이 [7]고착되는 단단한 영역을 형성한다.그러나 통계적 변동이 클수록 균열의 저항이 크지 않고 균열이 확산되어 파괴 인성이 [7]감소한다.연구에 따르면 이 약한 구조적 결함은 탄성 [8]왜곡에 의해 결합된 소멸 위상 결함으로 작용합니다.
아라고나이트 혈소판의 두께가 가시광선의 파장에 가깝기 때문에 나크레는 무지개빛으로 보인다.이러한 구조는 다른 시야각에서 다른 파장의 빛에 건설적이고 파괴적으로 간섭하여 구조적인 색상을 생성합니다.
결정학적 c축은 셸 벽과 거의 수직이지만 다른 축의 방향은 그룹마다 다릅니다.인접한 태블릿은 일반적으로 [9][10]수직에서 20° 이내에서 무작위로 방향을 잡아 c축 방향이 크게 다른 것으로 나타났다.이매패류와 두족류에서는 b축이 껍데기가 자라는 방향을 가리키지만, 단엽류에서는 이렇게 [11]기울어진 것이 a축이다.진주 벽돌의 연동은 변형 메커니즘과 [12]인성 모두에 큰 영향을 미칩니다.또한, 광물-유기 계면은 유기 [13][14][15]인터레이어의 복원력과 강도를 향상시킵니다.
형성
Nacre 형성은 완전히 이해되지 않습니다.Pinna nobilis에서 관찰된 바와 같이, 초기 시작 어셈블리는 섬유와 같은 [16]다결정 구성으로 배열된 유기 매트릭스 내의 나노 입자(~50-80 nm)의 집적에 의해 구동된다.입자 수는 연속적으로 증가하며 임계 패킹에 도달하면 초기 혈소판으로 병합됩니다.NACRE 성장은 유기물에 의해 매개되며 결정 [17]성장의 시작, 지속 시간 및 형태를 제어합니다.개별 아라곤석 "벽돌"은 빠르게 진균층의 전체 높이로 자라며 인접한 [11]벽돌과 맞닿을 때까지 확장된다고 믿어진다.이를 통해 nacre의 [11]육각형 밀착 특성이 생성됩니다.벽돌은 유기층 [18]내에서 무작위로 분산된 요소, [2]잘 정의된 단백질 배열에서 핵을 형성하거나 기초 태블릿에서 연장된 [19][20]미네랄 브리지에서 에피택셜하게 성장할 수 있다.나크레는 같은 형태의 부서지기 쉬운 광물인 섬유성 아라고나이트와 다르다. 즉, C축(즉, 껍질과 거의 수직인 진주)[21]의 성장은 진크리에서 느리고 섬유성 아라고나이트에서는 빠르다.
Nature Physics의 2021년 논문은 다양한 해면동물과 연체동물의 진액을 조사했으며, 각각의 경우 유기체에 의해 깔린 진액의 초기 층이 나선형 결함을 포함하고 있다는 점에 주목했다.반대 방향으로 나선형의 결함에 의해 재료에 왜곡이 생겨 층이 쌓여 서로 상쇄되었습니다.그 후의 진주층은 균일한 구조로 [22]되어 있는 것이 판명되었습니다.
기능.
다양한 연체동물의 맨틀 조직의 상피세포에 의해 NACRE가 분비된다.진주는 껍데기의 안쪽 표면, 흔히 진주의 어머니로 알려진 무지개빛 진크레이스 층에 지속적으로 퇴적됩니다.진주 층은 껍데기 표면을 매끄럽게 하고, 껍질 내부에 부착된 물집 모양의 진주 또는 맨틀 조직 내에 자유 진주를 형성하면서, 그것들을 연속된 진주 층에 파묻음으로써 기생충과 파괴된 잔해로부터 부드러운 조직을 보호하는 데 도움을 줍니다.그 과정은 엔시스테이션이라고 불리며 연체동물이 살아있는 한 계속된다.
다른 연체동물 집단에서
nacre의 형식은 그룹에 따라 다릅니다.본 발명의 이매패스에서 진크층은 육방정밀패킹의 단결정으로 형성되어 있다.복족류에서는 결정이 쌍둥이이고, 두족류에서는 종종 [11]쌍둥이인 의육각형 단결정이다.
상업용 소스
진주 어미의 주요 상업적 원천은 진주 굴, 민물 진주 홍합, 그리고 19세기 후반의 견고함과 아름다움으로 인기를 끌었던 전복이었다.
특히 1900년대에 진주 단추에 널리 사용되었던 것은 녹색 터번 달팽이 터보 마모라투스와 큰 팽이 달팽이 텍투스 닐로티쿠스였다.진주 어미 국제무역은 170여 [24]개국에 의해 체결된 멸종위기 야생동식물종 국제무역협약에 의해 관리되고 있다.
사용하다
시리즈의 일부 |
조개껍질 |
---|
연체동물 껍질 |
연체동물 껍질에 대해서 |
기타 조개껍질 |
장식품
아키텍처
검은색과 흰색 진주 모두 건축 목적으로 사용됩니다.천연 진주색은 거의 모든 색에 인공적으로 물들일 수 있다.백합은 모양대로 잘라 세라믹 타일이나 대리석 베이스에 적층할 수 있다.테세레는 손으로 배치되고 함께 밀착되어 불규칙한 모자이크나 패턴을 만듭니다.라미네이트 소재의 두께는 일반적으로 약 2mm(0.079인치)입니다.테세라에 옻칠을 하고 광택이 나는 표면을 만듭니다.대리석이나 타일 베이스를 사용하는 대신, 백합은 섬유 유리에 접착될 수 있습니다.그 결과, 매끄러운 설치와 시트 사이즈에 제한이 없는 경량 소재를 얻을 수 있습니다.내부 바닥, 외부 및 내부 벽, 카운터톱, 문 및 천장에 NACRE 시트를 사용할 수 있습니다.기둥이나 가구와 같은 건축 요소에 쉽게 삽입할 [citation needed]수 있습니다.
악기
나크레 상감은 종종 악기의 건반이나 다른 장식 모티브에 사용된다.많은 아코디언과 콘서티나 본체는 완전히 진주로 덮여 있고, 일부 기타는 진크로 만들어진 지문이나 헤드스톡 상감(또는 모조 플라스틱 상감)을 가지고 있다.부주키와 바글라마(그리스에서 뽑은 류트족의 현악기)는 일반적으로 진드기 장식이 특징이며, 관련된 중동의 오드(일반적으로 음구 주변과 악기의 뒷면)도 마찬가지입니다.바이올린이나 첼로와 같은 현악기의 활에는 종종 개구리에 진주모양이 박혀 있다.그것은 전통적으로 색소폰 건반과 트럼펫과 다른 금관악기의 밸브 버튼에 사용된다.중동의 고블렛 드럼은 보통 [citation needed]진주의 어머니에 의해 장식된다.
다른.
진주 단추의 마더버튼은 기능적 또는 장식적 목적으로 사용됩니다.진주 왕과 여왕은 이것의 정교한 예이다.
그것은 때때로 총기의 장식용 그립이나 다른 총기 [citation needed]가구들에 사용된다.
진주 어미는 때때로 금속 숟가락으로 맛을 망치지 않기 위해 캐비어(캐비아[25][26] 서버)를 위한 숟가락 같은 도구를 만드는 데 사용됩니다.
1520년, 조각된 자크레를 광범위하게 사용한 제단 조각
바이오메디컬 사용
Western Australia 의과대학과 Broome Pearling 비즈니스의 협력에 의해 설립된 생명공학 회사 Marine Biomedical은 2021년 현재[update] 뼈 이식 및 재건 수술이 필요한 환자에게 사용할 수 있는 "PearlBone"을 만들기 위한 제품 진주를 개발하고 있습니다.동사는 호주 등 여러 나라에 규제 승인을 신청하고 있으며, 2024~5년 경에 임상 사용이 승인될 것으로 예상하고 있습니다.진주껍질이 풍부한 킴벌리 지역에 공장을 지어 생물의학 제품에 적합한 제품으로 만들 계획이다.향후 응용 분야에는 치과 충전재 및 척추 [27]수술이 포함될 수 있습니다.
제조된 진주
2012년, 연구원들은 그것의 자연적인 [28]성장 과정을 모방하여 실험실에서 칼슘을 기반으로 한 진액을 만들었다.
2014년, 연구원들은 유리에 물결 모양의 3D "마이크로 크랙"의 네트워크를 새김으로써 레이저를 이용하여 진주 유사품을 만들었다.슬라이드에 충격이 가해지면 마이크로 크랙이 에너지를 흡수하고 분산시켜 유리가 깨지는 것을 막았습니다.전체적으로, 처리된 유리는 처리되지 않은 [29]유리보다 200배 더 단단했다고 보고되었다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ "nacre". Dictionary.com Unabridged (Online). n.d.
- ^ a b Nudelman, Fabio; Gotliv, Bat Ami; Addadi, Lia; Weiner, Steve (2006). "Mollusk shell formation: Mapping the distribution of organic matrix components underlying a single aragonitic tablet in nacre". Journal of Structural Biology. 153 (2): 176–87. doi:10.1016/j.jsb.2005.09.009. PMID 16413789.
- ^ Cuif J.P. Dauphin Y., Sorauf J.E. (2011). Biominerals and fossils through time. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 9780521874731. OCLC 664839176.
- ^ Jackson, A. P.; Vincent, J. F. V; Turner, R. M. (1988). "The mechanical design of nacre". Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences (published 22 Sep 1988). 234 (1277): 415–440. Bibcode:1988RSPSB.234..415J. doi:10.1098/rspb.1988.0056. JSTOR 36211. S2CID 135544277.
- ^ Gim, J; Schnitzer, N; Otter, Laura (2019). "Nanoscale deformation mechanics reveal resilience in nacre of Pinna nobilis shell". Nature Communications. 10 (1): 4822. arXiv:1910.11264. Bibcode:2019NatCo..10.4822G. doi:10.1038/s41467-019-12743-z. PMC 6811596. PMID 31645557.
- ^ a b Abid, N.; Mirkhalaf, M.; Barthelat, F. (2018). "Discrete-element modeling of nacre-like materials: effects of random microstructures on strain localization and mechanical performance". Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 112: 385–402. Bibcode:2018JMPSo.112..385A. doi:10.1016/j.jmps.2017.11.003.
- ^ a b Abid, N.; Pro, J. W.; Barthelat, F. (2019). "Fracture mechanics of nacre-like materials using discrete-element models: Effects of microstructure, interfaces and randomness". Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 124: 350–365. Bibcode:2019JMPSo.124..350A. doi:10.1016/j.jmps.2018.10.012. S2CID 139839008.
- ^ Beliaev, N.; Zöllner, D.; Pacureanu, A.; Zaslansky, P.; Zlotnikov, I. (2021). "Dynamics of topological defects and structural synchronization in a forming periodic tissue". Nature Physics. 124 (3): 350–365. Bibcode:2021NatPh..17..410B. doi:10.1038/s41567-020-01069-z. S2CID 230508602.
- ^ Metzler, Rebecca; Abrecht, Mike; Olabisi, Ronke; Ariosa, Daniel; Johnson, Christopher; Frazer, Bradley; Coppersmith, Susan; Gilbert, PUPA (2007). "Architecture of columnar nacre, and implications for its formation mechanism". Physical Review Letters. 98 (26): 268102. Bibcode:2007PhRvL..98z8102M. doi:10.1103/PhysRevLett.98.268102. PMID 17678131.
- ^ Olson, Ian; Kozdon, Reinhard; Valley, John; Gilbert, PUPA (2012). "Mollusk shell nacre ultrastructure correlates with environmental temperature and pressure". Journal of the American Chemical Society. 134 (17): 7351–7358. doi:10.1021/ja210808s. PMID 22313180.
- ^ a b c d Checa, Antonio G.; Ramírez-Rico, Joaquín; González-Segura, Alicia; Sánchez-Navas, Antonio (2008). "Nacre and false nacre (foliated aragonite) in extant monoplacophorans (=Tryblidiida: Mollusca)". Naturwissenschaften. 96 (1): 111–22. doi:10.1007/s00114-008-0461-1. PMID 18843476. S2CID 10214928.
- ^ Katti, Kalpana S.; Katti, Dinesh R.; Pradhan, Shashindra M.; Bhosle, Arundhati (2005). "Platelet interlocks are the key to toughness and strength in nacre". Journal of Materials Research. 20 (5): 1097. Bibcode:2005JMatR..20.1097K. doi:10.1557/JMR.2005.0171.
- ^ Ghosh, Pijush; Katti, Dinesh R.; Katti, Kalpana S. (2008). "Mineral and Protein-Bound Water and Latching Action Control Mechanical Behavior at Protein-Mineral Interfaces in Biological Nanocomposites". Journal of Nanomaterials. 2008: 1. doi:10.1155/2008/582973.
- ^ Mohanty, Bedabibhas; Katti, Kalpana S.; Katti, Dinesh R. (2008). "Experimental investigation of nanomechanics of the mineral-protein interface in nacre". Mechanics Research Communications. 35 (1–2): 17. doi:10.1016/j.mechrescom.2007.09.006.
- ^ Ghosh, Pijush; Katti, Dinesh R.; Katti, Kalpana S. (2007). "Mineral Proximity Influences Mechanical Response of Proteins in Biological Mineral−Protein Hybrid Systems". Biomacromolecules. 8 (3): 851–6. doi:10.1021/bm060942h. PMID 17315945.
- ^ Hovden, Robert; Wolf, Stephan; Marin, Frédéric; Holtz, Meganc; Muller, David; Lara, Estroff (2015). "Nanoscale assembly processes revealed in the nacroprismatic transition zone of Pinna nobilis mollusc shells". Nature Communications. 6: 10097. arXiv:1512.02879. Bibcode:2015NatCo...610097H. doi:10.1038/ncomms10097. PMC 4686775. PMID 26631940.
- ^ Jackson, D. J.; McDougall, C.; Woodcroft, B.; Moase, P.; Rose, R. A.; Kube, M.; Reinhardt, R.; Rokhsar, D. S.; et al. (2009). "Parallel Evolution of Nacre Building Gene Sets in Molluscs". Molecular Biology and Evolution. 27 (3): 591–608. doi:10.1093/molbev/msp278. PMID 19915030.
- ^ Addadi, Lia; Joester, Derk; Nudelman, Fabio; Weiner, Steve (2006). "Mollusk Shell Formation: A Source of New Concepts for Understanding Biomineralization Processes". ChemInform. 37 (16): 980–7. doi:10.1002/chin.200616269. PMID 16315200.
- ^ Schäffer, Tilman; Ionescu-Zanetti, Cristian; Proksch, Roger; Fritz, Monika; Walters, Deron; Almquist, Nils; Zaremba, Charlotte; Belcher, Angela; Smith, Bettye; Stucky, Galen (1997). "Does abalone nacre form by heteroepitaxial nucleation or by growth through mineral bridges?". Chemistry of Materials. 9 (8): 1731–1740. doi:10.1021/cm960429i.
- ^ Checa, Antonio; Cartwright, Julyan; Willinger, Marc-Georg (2011). "Mineral bridges in nacre". Journal of Structural Biology. 176 (3): 330–339. doi:10.1016/j.jsb.2011.09.011. PMID 21982842.
- ^ Bruce Runnegar & S Bengtson. "1.4" (PDF). Origin of Hard Parts — Early Skeletal Fossils.
- ^ Meyers, Catherine (January 11, 2021). "How Mollusks Make Tough, Shimmering Shells". Inside Science. Retrieved June 9, 2021.
- ^ 오클라호마의 Buckhorn Lagerstette 자세한 내용은 사진을 클릭하십시오.
- ^ Jessica Hodin, "Contraband Chic: Mother-of-Pearl Items Sell with Export Restrictions", 뉴욕 옵서버, 2010년 10월 20일
- ^ "Ceto the Shrimp - Plate". Objet Luxe. Retrieved 2021-07-14.
- ^ "Crab Caviar Server". Objet Luxe. Retrieved 2021-07-14.
- ^ Fowler, Courtney (28 October 2021). "Kimberley mother-of-pearl could become synthetic bone in world-first medical collaboration". ABC News. Australian Broadcasting Corporation. Retrieved 29 December 2021.
- ^ Finnemore, Alexander; Cunha, Pedro; Shean, Tamaryn; Vignolini, Silvia; Guldin, Stefan; Oyen, Michelle; Steiner, Ullrich (2012). "Biomimetic layer-by-layer assembly of artificial nacre" (PDF). Nature Communications. 3: 966. Bibcode:2012NatCo...3..966F. doi:10.1038/ncomms1970. PMID 22828626.
- ^ "Super-tough glass based on mollusk shells". Gizmag.com. 30 January 2014. Retrieved 2014-02-13.
추가 정보
- Abid, N.; Mirkhalaf, M.; Barthelat, F. (2018). "Discrete-element modeling of nacre-like materials: Effects of random microstructures on strain localization and mechanical performance". Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 112: 385–402. Bibcode:2018JMPSo.112..385A. doi:10.1016/j.jmps.2017.11.003.
- Bruet, B.; Qi, H.J.; Boyce, M.C.; Panas, R.; Tai, K.; Frick, L.; Ortiz, C. (2005). "Nanoscale morphology and indentation of individual nacre tablets from the gastropod mollusc Trochus niloticus" (PDF). J. Mater. Res. 20 (9): 2400. Bibcode:2005JMatR..20.2400B. doi:10.1557/JMR.2005.0273.
- Checa, Antonio G; Joonan H. E. Cartwright, Marc-Georg Willer 및 Steven M. Stanley(2009년 1월 6일), "복족류 나크레가 탑에서 자라는 이유"; 미국 국립과학원회보, 제106권.
- Frýda, J.; Bandel, K.; Frýdová, B. (2009). "Crystallographic texture of Late Triassic gastropod nacre: evidence of long-term stability of the mechanism controlling its formation". Bulletin of Geosciences. 84 (4): 745–754. doi:10.3140/bull.geosci.1169.
- Lin, A.; Meyers, M.A. (2005-01-15). "Growth and structure in abalone shell". Materials Science and Engineering A. 390 (1–2): 27–41. doi:10.1016/j.msea.2004.06.072.
- Mayer, G. (2005). "Rigid biological systems as models for synthetic composites". Science. 310 (5751): 1144–1147. Bibcode:2005Sci...310.1144M. doi:10.1126/science.1116994. PMID 16293751. S2CID 19079526.