La forma en que la naturaleza produce sus biominerales, como dientes, huesos y conchas marinas, es un libro de jugadas que los científicos han intentado leer desde hace mucho tiempo.
Entre los biominerales más intrigantes se encuentra el nácar o el nácar, el compuesto sedoso, iridiscente y más resistente que la roca que recubre las conchas de algunos moluscos y cubre las perlas reales. El material ha sido trabajado por humanos durante milenios.para hacer de todo, desde botones e implantes de dientes hasta azulejos arquitectónicos e incrustaciones para muebles e instrumentos musicales.
Pero cómo los animales que lo hacen depositan el nácar por primera vez ha eludido el descubrimiento a pesar de décadas de investigación científica. Ahora, un equipo de científicos de Wisconsin informa las primeras observaciones experimentales directas de la formación de nácar en sus primeras etapas en un molusco.
Escribiendo en el Revista de la Sociedad Americana de Química , un equipo dirigido por la profesora de física de la Universidad de Wisconsin-Madison Pupa Gilbert y que utiliza la Fuente de Luz Avanzada del Departamento de Energía de los Estados Unidos en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley describe las fases precursoras de la formación de nácar tanto a escala atómica como nanométrica en abulón rojo,un molusco marino con una cúpula cubierta de nácar.
"La gente ha estado tratando de entender si el nácar tuvo un precursor de carbonato de calcio amorfo durante mucho tiempo", explica Gilbert, un experto en formación biomineral, haciendo referencia al carbonato de calcio no cristalino observado para preparar el escenario para la formación de nácar ".es solo una pequeña cantidad de material amorfo. Es muy difícil atraparlo antes de que se transforme ".
Gilbert y sus colegas, utilizando la radiación sincrotrón generada por la Fuente de luz avanzada, emplearon la microscopía espectroscópica para observar directamente la transformación química del carbonato de calcio amorfo en el mineral aragonito, que se manifiesta como nácar al colocar en capas tabletas de aragonito poligonales microscópicas como ladrillospara apuntalar el biomaterial lustroso y duradero. "Solo pudimos capturarlo en un puñado de píxeles, de unos 20 nanómetros de tamaño, en la superficie de las tabletas de nácar en formación", dice Gilbert sobre la forma en que el molusco deposita carbonato de calcio amorfo hidratado, que rápidamentese deshidrata y luego se cristaliza en aragonita.
"La química sorprendente ocurre en la superficie de la formación de nácar", dice Gilbert, señalando que la transformación del carbonato de calcio amorfo en aragonito cristalino involucra átomos de calcio, inicialmente unidos a seis átomos de oxígeno, y finalmente a nueve en el biomineral cristalino ".lo importante es cómo están ordenados los átomos. La composición química real del carbonato de calcio no cambia. Solo la estructura lo hace tras la cristalización ".
Esa fue la gran sorpresa, observa Gilbert: "El cambio en la simetría atómica alrededor de los átomos de calcio, de seis a nueve átomos de oxígeno, nos sorprendió. Todos esperaban encontrar minerales precursores amorfos que ya tenían la simetría del cristal final en el atómicoescala, que carece solo del orden de largo alcance de los cristales. Estamos corregidos "
Gilbert dice que la comprensión nueva y detallada de cómo la naturaleza hace que la madreperla algún día se preste a una aplicación industrial. Los implantes óseos altamente duraderos son un ejemplo, y el material también es ecológico.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Wisconsin-Madison . Original escrito por Terry Devitt. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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