Ученые раскрыли секрет идеальной симметрии жемчуга

Когда внутрь моллюска попадает раздражитель, животное в целях защиты начинает обволакивать жемчужину гладкими слоями перламутра. Согласно исследованию, опубликованному в Proceedings of the National Academy of Sciences, каждый новый слой подстраивается под предыдущий. Таким образом неровности сглаживаются и жемчужина получается идеально круглой.

Исследователи обнаружили, что симметричное увеличение жемчужины основано на балансе двух основных способностей моллюска. Во-первых, он заполняет неровности, которые появляются по мере формирования жемчуга. В противном случае полученные жемчужины были бы однобокими.

Во-вторых, моллюск регулирует толщину слоев перламутра. Если один слой слишком толстый, то последующие слои будут тоньше. Это помогает сохранять одинаковую толщину слоев жемчужины, чтобы она выглядела идеально круглой и однородной. Без этих действий жемчужины напоминали бы слоистую осадочную породу.

«Эта информация может быть полезна при разработке нового поколения «суперматериалов», таких, как более энергоэффективные солнечные батареи или прочные и термостойкие материалы, оптимизированные для строительства космических кораблей», — говорит соавтор исследования Роберт Ховден, ученый-материаловед и инженер из Мичиганского университета в Анн-Арборе.

Исследователи изучили жемчуг Кеши, собранный из устриц Акойя (Pinctada imbricata fucata) на жемчужной ферме в восточной Австралии. Они использовали алмазную канатную пилу, чтобы разрезать жемчуг, а затем отполировали и проанализировали его с помощью рамановской спектроскопии, метода, который позволил им изучить структуру жемчуга без его разрушения.

У одной из жемчужин ученые насчитали 2615 слоев, образованные за 548 дней. Анализ показал, что при образовании перламутровых слоев жемчужин наблюдается явление, называемое Фликкер-шумом, где все события связаны. В этом случае образование слоя перламутра разной зависит от толщины предыдущих слоев.