Вчені зафіксували, як перламутр сам збирається в ідеальну структуру

Молюски будують раковини, щоб захистити свої м'які тканини від хижаків.Перламутр, морський

Організми використовуються для «будівництва» і мають складну і дуже правильну будову.Це робить його неймовірно міцним матеріалом.Перламутр може досягати десятків сантиметрів в довжину.Кожен перламутровий перламутр складається з матеріалів, відкладених у багатьох окремих клітинах у кількох різних місцях одночасно.Як саме ця дуже періодична і однорідна структура з'являється з початкового розладу, досі невідомо.

Дослідники з групи Злотнікова у співпраці з  Європейською лабораторією синхротронного випромінювання (ESRF) у  Греноблі дуже детально розглянули внутрішню структуру раннього та зрілого перламутру.Використовуючи голографічну рентгенівську нанотомографію на основі синхротронів, вони змогли зафіксувати зростанняперламутру з часом». Перламутр являє собою надзвичайно тонку структуру з органічними елементами розміром менше 50 нм.Промінь ID16A на ESRF надав нам безпрецедентну можливість візуалізувати перламутру трьох вимірах», – пояснює доктор Ігор Злотніков, керівник дослідницької групи B CUBE.Поєднання електронно-щільних і високоперіодичних неорганічних тромбоцитів з тонкими і  тонкими органічними поверхнями робитьКріогенна візуалізація допомогла нам отримати необхідну роздільну здатність».

Кінцева станція на каналі голографічного рентгенівської нанотомографіі (ID16A) в ESRF. Кредит: © Ігор Злотников

Аналіз даних був досить складним завданням.Дослідники розробили алгоритм сегментації з використанням нейронних мереж і навчили його розділяти різні шари перламутру. Таким чином, вони змогли простежити, що відбувається зі структурними дефектами в міру зростання перламутру.

Поперечний розріз оболонки, що показує періодично шаруватий перламутр поверх призматической структури оболонки. Кредит: © Ігор Злотников

Поведінка структурних дефектів в зростаючомуперламутрі було несподіваним. Дефекти протилежного напрямку гвинта притягувалися один до одного з великих відстаней. Правобічні і лівосторонні дефекти переміщалися по структурі, поки не зустрілися, і нейтралізували один одного. Ці події привели до синхронізації по всій тканини. Згодом це дозволило структурі розвинутися в абсолютно правильну і бездефектну.

Періодичні структури, схожі на перламутр,створюються багатьма різними видами тварин. Дослідники вважають, що нещодавно відкритий механізм міг управляти не тільки освітою перламутру, але і інших біогенних структур.

Читати далі

Подивіться, як з'явилася Місяць. Давня планета врізалася в Землю

Археологи знайшли в Криму стародавнє поховання. На місці був «квиток» в загробний світ

Аборти і наука: що буде з дітьми, яких народять