Zbadano niezwykłą symetrię pereł. Odkrycie wspomoże produkcję paneli słonecznych i nanomateriałów10.11.2021

Naukowcy przeanalizowali struktury występujące w odmianie Pinctada fucata, która naturalnie występuje m.in. na wschodnim wybrzeżu Australii. 

Błyszczące wytwory małży interesują ludzkość od tysięcy lat nie tylko ze względu na swój wygląd. Zoologów szczególnie ciekawi to, w jaki sposób mięczaki tworzą ultrawytrzymałe struktury o poziomie symetrii przewyższającym wszystko inne w świecie przyrody – poza pojedynczymi atomami. – Mimo szerokiego dostępu do technologii nie jesteśmy w stanie stworzyć czegoś o takiej architekturze na poziomie nanocząsteczek – mówi cytowany przez periodyk „Materials Today" Robert Hovden, adiunkt materiałoznawstwa na Uniwersytecie w Michigan. – Możemy wiele się nauczyć, studiując to, jak perły przechodzą od chaotycznej nicości do niezwykle uporządkowanej formy – dodaje. 

Zespół prowadzony przez Amerykanina wziął pod lupę perły keshi. Wytwarzają je małże z gatunku Pinctada fucata, które naturalnie występują m.in. na wschodnim wybrzeżu Australii. Ich wytwory – osiągające średnicę ok. 50 mm – zostały pocięte na mniejsze kawałki o długości 3-5 mm. Następnie wypolerowane trafiły pod mikroskop elektronowy, gdzie dokładnie przeanalizowano to, w jaki sposób mogły powstać. 

Okazało się, że mięczaki utrzymują nieprzeciętną symetrię pereł, starannie dostosowując grubość każdej warstwy masy perłowej. Kiedy jedna okaże się cieńsza, kolejna dla zachowania proporcji będzie odpowiednio większa. – Te cienkie, gładkie warstwy przypominają z wyglądu pościel. Pomiędzy nimi dochodzi do interakcji, a nasza hipoteza zakłada, że dzięki nim cały proces jest usystematyzowany – tłumaczy Hovden. 

Według badaczy zależność konstytuującą symetrię pereł można przedstawić za pomocą zjawiska zwanego jako szum różowy, w którym seria pozornie przypadkowych zdarzeń zdaje się być ze sobą połączona. W przeszłości wykazano, że rządzi wieloma procesami – zarówno tymi naturalnymi, jak i wywołanymi przez człowieka. Są one związane z aktywnością sesjmiczną, elektrycznością, ale też z fluktuacjami rynków gospodarczych i muzyką klasyczną. – Nie jesteśmy w stanie go przewidzieć, ale potrafimy dostrzec strukturę w chaosie – opowiada Hovden, dodając, że wnioski z ich badań mogą przysłużyć się w rozwoju inżynierii nanomateriałowej. Schemat tego, jak powstają perły, według niego da się zaimplementować przy produkcji paneli słonecznych albo odpornych na wysoką temperaturę komponentów statków kosmicznych.