Структура перламутра помогла создать прозрачную огнеупорную пленку

Ученые из Коннектикутского университета разработали технологию создания пленок со структурой перламутра. Такой материал обладает высокой прочностью, практически прозрачен и устойчив к воздействию огня, благодаря чему такой пленкой можно защищать другие поверхности. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

Перламутр известен не только своим внешним видом, но и стойкостью к механическим воздействиям. Оба этих свойства обусловлены его необычной структурой. Перламутр состоит из множества слоев микроскопических пластинок, соединенных тонкими слоями биополимеров. Такая структура не дает трещинам распространяться по материалу и делает его прочным. Поэтому многие ученые разрабатывают новые искусственные материалы с аналогичной структурой.

Обычно такие материалы получают последовательно наслаивая пластинки одну за другой. Теперь американские материаловеды научились делать это одновременно.

В качестве основы они использовали глинистый минерал монтмориллонит, который разделяли на очень тонкие слои с помощью ультразвука. Затем они смешали их с поливиниловым спиртом, который играл ту же роль, что и биополимер в настоящем перламутре, то есть скреплял пластинки между собой. Этот раствор они наносили на полимерные пленки или другие поверхности простым способом: на вертикально расположенной поверхности протекал поток раствора, и пластинки осаждались на него в несколько сотен слоев.

Оказалось, что из-за высокой ориентированности пластинок между собой покрытие было практически прозрачным. Ученые проверили его свойства, и выяснилось, что помимо этого он имеет сопоставимую со сталью прочность. Также оказалось, что такое покрытие выдерживает воздействие пламени и может использоваться для защиты различных поверхностей.

Воздействие пламени на полиуретановый куб без защитного покрытия

Воздействие пламени на полиуретановый куб с защитным покрытием

Поскольку разработанное учеными покрытие состоит из безопасных для окружающей среды материалов, они предполагают, что его можно использовать для защитных упаковок в пищевой промышленности. Также его можно использовать для защиты батарей от огня. Сейчас ученые работают над коммерциализацией технологии.

В прошлом году китайские ученые научились производить искусственный перламутр, не отличающийся от настоящего, использовав при этом способ, похожий на тот, который применяют живые организмы. А ученые из MIT воссоздали с помощью 3D-принтера необычную структуру раковин, придающую им прочность.

Григорий Копиев

@funscience to be continued...