С помощью бактерий производят синтетический перламутр

Перламутр очень красив в ювелирных изделиях, но он также один из самых твердых, жестких и устойчивых материалов в природе. Перламутр представляет собой твердое переливающееся покрытие, находящееся снаружи жемчуга и внутри раковин некоторых моллюсков. Его микроструктура похожа на кирпичную стену - она состоит из сложенных, похожих на кирпичики, пластин карбоната кальция, соединенных вместе биополимерным «раствором».

Его синтетические версии уже были созданы командами из Кембриджского университета, лаборатории CNRS и ETH Zurich. Все методы включали или использование жестких химикатов или большие затраты энергии. Команда из университета Рочестера, Нью-Йорк, разработала синтетический способ производства перламутра, более легкий для окружающей среды.

Полученная методика включает смешивание мочевины с бактериями Sporosarcina pasteurii и источником кальция, затем погружение предметного стекла в раствор. Реакция между мочевиной и бактериями заставляет тонкий слой карбоната кальция кристаллизоваться на стекле.

Затем это предметное стекло помещают в химический стакан, содержащий раствор бактерий Bacillus licheniformis. После того, как стакан оставляют на некоторое время в инкубаторе, бактерии образуют слой липкого полимера поверх существующего слоя карбоната кальция.

Переходя вперед и назад между двумя процессами, ученые создают последовательные чередующиеся слои кальция и полимера. Финальное покрытие более жесткое, чем большинство пластиков, но достаточно легкое и гибкое. Но способ не быстрый – один слой кальций/полимер занимает около одного дня для синтеза, а его толщина всего 5 микрон.

Команда ученых сейчас работает над ускорением производственного процесса и увеличением толщины слоев. Следует надеяться, что после покрытие можно будет наносить на различные материалы или даже производить в качестве отдельного материала.

Возможные применения включают его использование в легких самолетах или других транспортных средствах, в качестве покрытия, предотвращающего образование трещин и коррозии в конструкциях, или в качестве устойчивого упаковочного материала для пищевых продуктов. Кроме того, поскольку синтетический перламутр является биосовместимым, его можно использовать при изготовлении имплантатов или искусственных костей.

Статья об исследовании была опубликована на этой неделе в журнале Small.