عرق اللؤلؤ

Nacre من صفائح سداسية من الأراجونيت (شكل من كربونات الكالسيوم) بعرض 10-20 ميكرون وسمك 0.5 ميكرومتر مرتبة في صفيحة متوازية متوازية. اعتمادًا على الأنواع ، يختلف شكل الأجهزة اللوحية ؛ في Pinna ، تكون الأقراص مستطيلة ، ذات قطاعات متماثلة قابلة للذوبان بشكل أو بآخر. مهما كان شكل الأقراص ، فإن أصغر الوحدات التي تحتوي عليها هي حبيبات مدورة غير منتظمة. يتم فصل هذه الطبقات بواسطة صفائح من المصفوفة العضوية (واجهات) تتكون من بوليمرات حيوية مرنة (مثل الكيتين ، اللوسترين والبروتينات الشبيهة بالحرير). هذا المزيج من الصفائح الدموية الهشة والطبقات الرقيقة من البوليمرات الحيوية المرنة يجعل المادة قوية ومرنة ، مع معامل يونغ 70 جيجا باسكال وإجهاد ناتج حوالي 70 ميجا باسكال (عندما يجف) من المحتمل أيضًا أن تكون القوة والمرونة ناتجة عن الالتصاق بترتيب "الطوب" للصفائح الدموية ، مما يمنع انتشار الشقوق المستعرضة. هذا الهيكل ، الذي يمتد بأحجام أطوال متعددة ، يزيد بشكل كبير من متانته ، مما يجعله يقارب قوة السيليكون. للتباين الإحصائي للصفائح الدموية تأثير سلبي على الأداء الميكانيكي (الصلابة والقوة وامتصاص الطاقة) لأن التباين الإحصائي يؤدي إلى توطين التشوه. ومع ذلك ، يمكن تعويض الآثار السلبية للتغيرات الإحصائية بواسطة واجهات ذات إجهاد كبير عند الفشل مصحوبًا بتصلب إجهاد. من ناحية أخرى ، تزداد صلابة كسر الصدف مع وجود اختلافات إحصائية معتدلة مما يخلق مناطق صعبة حيث يتم تثبيت الكراك. لكن الاختلافات الإحصائية الأعلى تولد مناطق ضعيفة للغاية مما يسمح للشرخ بالانتشار دون مقاومة كبيرة مما يؤدي إلى انخفاض متانة الكسر ، وقد أظهرت الدراسات أن هذه العيوب الهيكلية الضعيفة تعمل كعيوب طوبولوجية مشتتة مقترنة بتشويه مرن. يبدو الصدف قزحي الألوان لأن سماكة صفيحات الأراجونيت قريبة من الطول الموجي للضوء المرئي. تتداخل هذه الهياكل بشكل بناء وهدام مع أطوال موجية مختلفة من الضوء في زوايا رؤية مختلفة ، مما يخلق ألوانًا هيكلية. يشير المحور c البلوري بشكل عمودي تقريبًا على جدار الغلاف ، لكن اتجاه المحاور الأخرى يختلف بين المجموعات. لقد ثبت أن للأقراص المجاورة اتجاهًا مختلفًا تمامًا للمحور C ، وعمومًا بشكل عشوائي في حدود 20 درجة تقريبًا من الرأسي. في ذوات الصدفتين ورأسيات الأرجل ، يشير المحور ب في اتجاه نمو الصدفة ، بينما في monoplacophora يكون المحور a هو الذي يميل بهذه الطريقة. تشابك طوب الصدف له تأثير كبير على كل من آلية التشوه وكذلك على متانته. بالإضافة إلى ذلك ، تؤدي الواجهة المعدنية العضوية إلى تحسين مرونة وقوة الطبقات البينية العضوية.

Nacre ليس مفهوما تماما. إن مجموعة البداية الأولية ، كما لوحظ في Pinna nobilis ، مدفوعة بتجمع الجسيمات النانوية (حوالي 50-80 نانومتر) داخل مصفوفة عضوية يتم ترتيبها في تكوينات متعددة البلورات تشبه الألياف. يزداد عدد الجسيمات على التوالي ، وعندما يتم الوصول إلى التعبئة الحرجة ، فإنها تندمج في الصفائح الدموية في وقت مبكر. يتم التوسط في نمو الصدف عن طريق المواد العضوية ، حيث تتحكم في بداية نمو البلورات ومدته وشكله. يُعتقد أن "طوب" الأراجونيت الفردي ينمو بسرعة إلى الارتفاع الكامل للطبقة الصدفية ، ويتوسع حتى يتاخم الطوب المجاور. ينتج عن ذلك خاصية التعبئة القريبة السداسية للصدف. قد يتكوَّن الطوب على عناصر مشتتة عشوائيًا داخل الطبقة العضوية ، أو ترتيبات محددة جيدًا للبروتينات ، أو قد ينمو بشكل فائق من الجسور المعدنية الممتدة من القرص الأساسي. يختلف الصدف عن الأراجونيت الليفي - معدن هش من نفس الشكل - في أن النمو في المحور c (أي عمودي تقريبًا على الصدفة ، في الصدف) بطيء في الصدف ، وسريع في الأراجونيت الليفي.