Структура нового материала под микроскопом. Снимок с сайта www.lbl.gov.

Ученые-материаловеды из США после длительной работы смогли воспроизвести структуру перламутрового покрытия. Материал в триста раз превосходит по прочности свои составные компоненты - оксид алюминия и полиметилметаакрилат, более известный как органическое стекло.

В пресс-релизе, выпущенном лабораториями Беркли со ссылкой на публикацию в журнале Science, подчеркивается, что ранее воспроизвести все свойства перламутра не удавалось из-за сложной структуры материала. Существующие пластики "под перламутр" копируют только внешний вид природной композиции из кальция и органических молекул, не достигая столь же высокой прочности в сочетании с малой массой.

Материаловеды, исследовавшие структуру природного перламутра, решили синтезировать аналогичный материал заменив кальций на оксид алюминия. Используя ранее разработанную методику замораживания раствора оксида алюминия, ученые получили слоистую структуру, а удалив из нее лед и заполнив образовавшиеся полости полимером, - требуемый материал, причем за последнее время исследователям удалось научиться управлять свойствами слоев. Их толщина, ориентация в пространстве, химический состав и структура "мостиков" между слоями - все эти параметры, по заявлению авторов работы, могут быть изменены в ходе синтеза.

Как поясняет руководитель исследования Роберт Риччи (Robert Ritchie), слои полимера играют роль смазки. При деформации твердые, но хрупкие кристаллы немного смещаются относительно друг друга. Пластик не позволяет им крошиться, предотвращая разрушение композитного материала в целом. И если следующий этап работы по замене полиметиметалакрилата на более прочный материал пройдет успешно, то профинансированная министерством энергетики США работа может привести к появлению новых прочных материалов для промышленного применения.