Биологи создали прочный материал на основе структуры кораллов

Международная группа исследователей опубликовала в журнале Advanced Materials работу о возможности воспроизведения строительных технологий коралловых рифов. Склерактиниевые кораллы, появившиеся 247 миллионов лет назад, формируют скелеты из карбоната кальция, которые по прочности превосходят многие синтетические материалы.

Исследователи установили, что кораллы создают кристаллические микроструктуры с помощью карбоната кальция, белков, липидов и гликанов. Белки с высоким содержанием кислоты отвечают за формирование кристаллов арагонита, липиды контролируют рост кристаллов, а гликаны обеспечивают связь между минералами и органической матрицей. Отдельные виды кораллов создают материал в десять раз прочнее бетона и вдвое прочнее железобетона.

Ученые протестировали несколько способов воссоздания коралловых структур. Первый метод использовал 3D-печать смесью карбоната кальция и смолы через фотополимеризацию, однако полученные образцы уступали натуральным по механическим свойствам. Второй подход преобразовывал карбонат кальция в кристаллическую форму с добавлением ионов магния для получения арагонитовой керамики, что дало результаты, сопоставимые с природными кораллами.

Третий метод предполагает использование микробов и модифицированных клеток для биоминерализации карбоната кальция. Такие живые системы способны самостоятельно расти и восстанавливаться, хотя процесс протекает медленно и пока реализуется только в малых масштабах. Исследователи считают биомимикрию наиболее перспективным направлением для создания экологичных строительных материалов.

Источник: Popular Mechanics