تحقیق بر روی کریستال‌های معدنی زیستی مصنوعی

دانشمندان موفق به ساخت کریستال‌های سنتزی شدند که خواص و ساختارشان شبیه به مواد معدنی زیستی مانند صدف حلزونی است.

دانشمندان موفق به ساخت کریستال‌های سنتزی شدند که خواص و ساختارشان شبیه به مواد
معدنی زیستی مانند صدف حلزونی است. این تحقیق می‌تواند گام مهمی در توسعه‌ی مواد با
کارآیی بالا باشد که تحت شرایط دمای محیط و فشار اتمسفری ساخته می‌شوند.

مواد معدنی زیستی، مواد کامپوزیتی هستند که از یک ماده‌ی معدنی مانند کربنات کلسیم
که حاوی مقادیر کمی از ماده‌ی آلی مانند پروتئین است، تشکیل شده است. اینگونه مواد
دارای ساختاری بسیار سخت بوده و از لحاظ خواص مکانیکی و شکل، قابل مقایسه با مواد
سنتزی مانند سرامیک‌ها هستند در صورتی‌که سرامیک‌ها تحت شرایط سخت دما و فشار بالا
ساخته می‌شوند و همچنین کنترل کمی نیز بر روی خواص به‌دست آمده آنها وجود دارد.

مواد معدنی زیستی، به‌طور گسترده در ساختار استخوان‌، دندان و صدف حلزون یا خرچنگ
یافت می‌شود. دانشمندان درصدد کشف مکانیسم ساخت مواد معدنی زیستی به‌وسیله‌ی محیط
طبیعی در شرایط محیط آب و در درجه حرارت‌های محیط هستند. آنها امیدوارند با الگو
گرفتن از طبیعت بتوانند مواد سنتزی را در شرایط آسانتر از شرایط موجود، طراحی و
تولید کنند.

تیم تحقیقاتی به سرپرستی دکتر فیونا ملدرام از دانشگاه لیدز موفق شدند تا مواد
معدنی سنتزی که خواصی مشابه با مواد معدنی زیستی مانند پوشش خارپوست دریایی دارند
را سنتز کنند. آنها کریستال‌های کلسیت را در حضور نانوذرات پلیمری سنتزی که به‌عنوان
پروتئین مصنوعی عمل می‌کنند، رشد دادند. دکتر فیونا اظهار می‌دارد که مواد معدنی
زیستی مصنوعی ساخته شده دارای سختی بالاتری از مواد معدنی کلسیت خالص هستند زیرا
ماده‌ی کامپوزیتی ساخته شده است که در آن یک ماده‌ی نرم به یک سابستریت سخت اضافه
شده و کامپوزیت به‌دست آمده از هر کدام از ماده‌ی تشکیل دهنده آن سخت‌تر است. البته
نمونه‌های دیگری بر پایه‌ی کربنات کلسیم نیز ساخته شده‌اند که ساختاری سخت‌تر از
کربنات کلسیم خالص دارند.

نتایج این تحقیق در مجله‌ی Nature Material به چاپ رسیده است.