Research press release


Nature Materials

Bioinspired armours


今回Ling LiとChristine Ortizは、マドガイ(Placuna placenta)という二枚貝の殻に対してナノスケール押し込み試験を行い、殻の耐貫通性と変形機構を調べた。その結果、殻が変形してナノスケールの双晶(双晶境界に対して鏡面対象となる原子配置を有するカルサイトの薄い双晶結晶)を形成することによって、損傷を局所に留められることが分かった。こうした双晶の形成によって、変形が狭い領域に限定されるほか、カルサイト結晶内や結晶間におけるナノクラック発生、クラック偏向、結晶間の有機材料の伸張といった非弾性エネルギー消散事象が起こる。


Inspiration for the design of new lightweight armours could be drawn from the hierarchical structure and deformation properties of a bivalve mollusc shell, reports a study published online this week in Nature Materials.

Ling Li and Christine Ortiz probed the penetration resistance and deformation mechanisms of the bivalve Placuna placenta following the application of nanoscale indentations to its shell. They find that the shell is able to localize the damage by deforming to give nanoscale twins - thin, crystalline twins of calcite with an atomic arrangement that is mirrored across the twin boundary. The formation of these twins confines the deformation to a small volume and also causes other inelastic energy dissipating events including nanocracking within and between the calcite crystals, crack deflection and stretching of the organic material between the crystals.

The deformation mechanisms revealed in this work could, in theory, be applied in the development of materials for military and personal protection applications.

doi: 10.1038/nmat3920

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