La madre naturaleza tiene mucho que enseñarnos sobre cómo hacer cosas.

Con eso en mente, Los investigadores de Cornell han descubierto el proceso mediante el cual los moluscos fabrican el nácar, comúnmente conocido como "nácar". Junto con su belleza iridiscente, este material que se encuentra en el interior de las conchas marinas es increíblemente fuerte. Saber cómo se fabrica podría conducir a nuevos métodos para sintetizar una variedad de materiales nuevos con propiedades aún desconocidas.

"Tenemos todas estas instalaciones de alta tecnología para fabricar nuevos materiales, pero simplemente dé un paseo por la playa y vea lo que se está haciendo, "dijo el asociado de investigación postdoctoral Robert Hovden, SRA. '10, Doctor. '14. "La naturaleza está haciendo una nanociencia increíble, y tenemos que investigarlo ".

Hovden es el autor principal de un artículo que describe el descubrimiento publicado en la edición del 3 de diciembre de la revista. Comunicaciones de la naturaleza . Hovden trabajó con Lara Estroff, profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales; David Muller, profesor de física aplicada e ingeniería; y Stephan Wolf, un científico visitante de Alemania, en el Grupo de Investigación de Materiales Bioinspirados de Estroff.

Usando un microscopio electrónico de transmisión de barrido de alta resolución (STEM), Los investigadores examinaron una sección transversal del caparazón de un gran molusco mediterráneo llamado caparazón noble o mejillón abanico (Pinna nobilis). Para hacer posibles las observaciones, tuvieron que desarrollar un proceso especial de preparación de muestras. Usando una sierra de diamante, cortaron una rodaja fina a través de la cáscara, luego, en efecto, lo lijé con una película delgada en la que se incrustaron trozos de diamante del tamaño de una micra, hasta que tuvieran una muestra de menos de 30 nanómetros de espesor, adecuado para la observación STEM. Como en el lijado de madera, pasaron de granos más pesados ​​para un corte rápido a un pulido final fino para hacer una superficie libre de rayones que pudieran distorsionar la imagen STEM.

Imágenes con resolución a escala nanométrica revelaron que el organismo construye nácar depositando una serie de capas de un material que contiene nanopartículas de carbonato de calcio. Moviéndose de adentro hacia afuera se ve que estas partículas se juntan en filas y se fusionan en cristales planos laminados entre capas de material orgánico. (Las capas son más delgadas que las longitudes de onda de la luz visible, causando la dispersión que le da al material su iridiscencia.)

Exactamente lo que sucede en cada paso es un tema de investigación futura. Por ahora, los investigadores dijeron en su artículo, "No podemos retroceder en el tiempo" para observar el proceso. Pero saber que las nanopartículas están involucradas es una valiosa información para los científicos de materiales, Dijo Hovden.