Kontakti. Kopiranje prirodnih procesa pomoglo je u stvaranju umjetnih sedefnih talismana i amajlija

Willem Kalf, Mrtva priroda s Holbein čašom, Nautilus čašom i voćnim tanjirom, 1678.

Kineski naučnici opisali su metodu za proizvodnju umjetnog sedefa koji se ne razlikuje od prirodnog. Tehnologija se također može koristiti za sintetizaciju drugih složenih metamaterijala koji kombiniraju polimerne i mineralne komponente. O tome pišu autori u članku koji je objavio časopis Nauka.

Sedef je prirodni kompozitni materijal složene strukture koji neke vrste mekušaca talože na unutrašnjem zidu školjke. Formiran je od ortorombnih kristala kalcijum karbonata - aragonita. Heksagonalne ploče ovog minerala promjera oko 10-20 mikrona i debljine oko 5 mikrona naslagane su u paralelno preklapajućim slojevima, koji su obloženi proteinskim i polisaharidnim biopolimerima, uključujući hitin i fibroin.

Ova kombinacija daje sedefu niz vrijednih karakteristika koje su vrlo zanimljive za praktičnu upotrebu: čvrstoću, elastičnost, otpornost na pucanje. Postoje različiti pristupi za dobivanje umjetnog sedefa: rastom sloj po sloj, samosastavljanjem i "lijevanjem smrzavanjem". Međutim, Shu-Hong Yu i njegove kolege sa Univerziteta nauke i tehnologije Kine primjećuju da nijedna od ovih sofisticiranih tehnologija ne proizvodi materijal koji se može usporediti s prirodnim sedefom i „ne koriste istu strategiju kao živi organizmi .”

Prvi uspješan pokušaj dobivanja sedefa oponašanjem prirodnog procesa mineralizacije napravili su istraživači s Cambridgea još 2012. godine. Naučnici su na površinu staklene podloge nanijeli tanak sloj biopolimera, formirali u njima poroznu strukturu, a zatim ih uronili u otopinu koja sadrži nove polimere, kao i soli kalcija i magnezija u količinama koje se nalaze u prirodnoj majci. biser. Proces se ponavljao iznova i iznova kako bi se izgradili novi slojevi sve dok se nisu dobili visokokvalitetni uzorci umjetnog sedefa, “identičnog prirodnom”.

Kineski naučnici predvođeni Shu-Hong Yuom pojednostavili su ovaj pristup, zasnovan na mineralizaciji slojeva polimerne matrice. Koristeći zamrzavanje – anizotropno formiranje kristala pri hlađenju otopine hitozana, autori su dobili slojevitu strukturu koja je pod utjecajem octene kiseline acetilirana kako bi se formirala stabilna hitinska matriksa. Kroz njega je pumpan rastvor kalcijum bikarbonata u prisustvu magnezijuma, koji je taložen u mineralnim slojevima između slojeva hitina. Na kraju su materijalu dodani fibroin proteinski polimeri i presovani.

Proučavajući nastali metamaterijal, naučnici su potvrdili njegovu bliskost prirodnom sedefu na različitim nivoima strukture. Kalcijum karbonat je formirao kristale aragonita nešto veće od prirodnih, čineći sedef nešto manje tvrdim. Međutim, općenito, takav materijal je zadržao sva korisna svojstva sedefa, uključujući njegov atraktivan izgled i otpornost na rast mikropukotina.

Sedef raste na unutrašnjem sloju školjki. Sastoji se od kristala aragonita. Aragonitne ploče lome svjetlosne zrake, tako da sedef izgleda preliven i sadrži sve dugine boje. Školjke s najljepšim sortama sedefa obično se nalaze u Perzijskom zaljevu, Crvenom moru i otocima Pacifika. Tamni sedef se dobija iz ljuske morskog mekušaca haliotis, a bijela sedef se dobija od indijske morske biserne kamenice. Proizvode od sedefa nosili su faraoni u starom Egiptu prije Krista. Na istoku se koristi za intarziju vaza, paravana, lakiranih kutija, dugmadi, ogledala i drugih predmeta za domaćinstvo.

Kod kuće se može dobiti iz krljušti bilo koje ribe. Pravljenje sedefa može biti zabavan hemijski eksperiment u kojem će vaša djeca uživati. Riblje krljušti sadrže tvar guanin od koje se pravi biserni pigment. Ranije se takav pigment često koristio u proizvodnji kozmetike, na primjer, za stvaranje bisernog laka. Prije nekoliko desetljeća biserni prah se prodavao u svakoj ljekarni jer se smatrao korisnim za zdravlje. Šaran je najbolji izbor za dobijanje pigmenta. Kupite ribu u trgovini, ostružite ljuske i stavite u staklenu teglu. Dodajte vodu i počnite miješati tečnost mikserom dok se na vagi ne vidi srebrni himen. Trebalo bi da se počne razdvajati u sitne kristale i formirati sediment na dnu tegle. Procijedite smjesu i osušite biserni prah.

Razmotrimo i kako napraviti biserni akvarel od dobivenog praha. Ova boja je prikladna za dječje crteže i ima čarobni efekat atmosfere. Zamislite koliko će vaše dijete biti sretno kada crta svjetlucave vile ili misterioznu snježnu šumu.

Za izradu boje trebat će vam guma arabika na bazi vode (odnosno bagremova smola). Ova supstanca se može naći u prodavnicama umetničkih materijala. Također pripremite mjesto gdje ćete sipati gotovu boju. Za to su dobre posude od korištene kozmetike. Mala četvrtasta posuda za balzam za usne dobro funkcionira. Vrlo pažljivo sipajte sedef u posudu. Toliko je lagan da leti po prostoriji i na najmanji dašak vjetra. Dodajte smolu u omjeru od otprilike četiri dijela sedefa na jedan dio smole. Nakon miješanja, konzistencija ne smije biti tečna niti sadržavati grudvice. Na vrh pritisnite kašikom i boja je spremna. Postoji još jedna opcija za dobijanje biserne boje čisto hemijskom metodom bez upotrebe praha. Pronađite barijum tiosulfat. Njegovi kristali pomiješani s prozirnim lakom za nokte dat će laku bisernu boju. Ako ih dodate u ljepilo za drvo i nanesete na tvrdu podlogu, dobit ćete biserni efekat.

Da biste imitirali sedefne ploče pri izradi suvenira i ukrašavanju bilježnica, možete koristiti otopinu ljepila za kosti poprskanu magnezijum sulfatom. Mješavina riblje ljuske i ljepila nanosi se na sloj nastalih kristala soli i prekriva otopinom želatine. Umjetni sedef se lijepo kombinira sa mahagonijem i slonovacom. Nakit napravljen od njega pristaje tamnoj koži.

Ruž, lak za nokte ili sjenilo izgledaju potpuno drugačije ako im dodate sedef. Često se miješa sa biserima, što nije iznenađujuće jer oba imaju sličan sastav i porijeklo. Pa ipak, sedef je samostalan kamen. Ima svoje karakteristike, magijska svojstva i svrhu.

Ne potiču svi dragulji iz kamenja. Postoji ukrasno kamenje koje je nekada bilo dio biološke strukture. Sedef, poput korala, ćilibara ili bisera, jedan je od ovih organskih minerala. Ali šta je sedef kao mineral?

Majka sedefa je prelivni prelivni sloj unutar bisernog mekušaca. Njemački naziv za kamen znači „majka od bisera“. I to je pošteno, jer svaka školjka u koju je upalo zrno pijeska ili drugi strani fragment stvorit će biser.

Ako ništa ne uđe unutra, sloj sedefa ne obavija zrno, već raste na zidovima mekušaca.

Hemijski, mineral je kalcijum karbonat (CaCO3), na bazi gaziranog vapna ili aragonita (85%) sa primesom konhiolina (12%) i vode (3%).

Čvrstoća materijala je niska - 2,6–4,6 po Mohsovoj skali. Dugine nijanse nastaju jedinstvenim rasporedom slojeva aragonita, koji različito lomi sunčevu svjetlost.

Sa stajališta gemologa, ovo nije dragulj, ali njegova dekorativna svojstva izjednačavaju sedef s njima.

Prirodno kamenje je krhko, pa ga obrađuju samo kvalifikovani majstori.

Istorija kamena

Sedef je poznat ljudima hiljadama godina. Pronađena je u grobnicama faraona starog Egipta, u Iraku je otkrivena kamena ogrlica napravljena pet hiljada godina prije nove ere.

Na istoku je ovaj kamen korišten za ukrašavanje zidova palača, posuđa i predmeta za domaćinstvo, a bijeli materijal smatran je omiljenim.

Drevni iscjelitelji koristili su mineral kao antiseptik za zacjeljivanje rana, a srednjovjekovni su proširili obim upotrebe, mljevenjem kamena za liječenje tinktura i napitaka.

On je više od jednog monaha srednjovjekovne Evrope doveo u grijeh. Imućnim župljanima prodavali su čestice sedefa, u „paketu“ sa Božjim blagoslovom, kao „perje anđeoskih krila“. Pošto su se brzo obogatili, napustili su monaštvo u korist sekularnog života.

Rusija se sa sedefom upoznala krajem 17. – početkom 18. vijeka. Crkve i enterijeri bili su ukrašeni mineralom, plemstvo je bilo ponosno na njegove veličanstvene kutije i burmutiće, ukrašene prelivom.

Rimski carevi su bili svjesni svojstava kamena da svog vlasnika obdari mudrošću i darom čitanja misli drugih, a Neron je naredio da se zidovi njegove palače oblože duginim pločama.

Kamen su cenile Marija Stjuart i Katarina Velika, čijoj sedefnoj kolekciji od stotina predmeta danas se dive posetioci Ermitaža.

Ležišta minerala i rudarstvo

Sedef kao kamen nije posebno tražen, već se kopa zajedno sa biserima. I to ne sa zemaljskog svoda, njegove naslage su vodene dubine.

Uokvirene su zlatom, ali sedef je besprijekoran sa srebrom. Ova kombinacija je u modi stoljećima i, vjerojatno, neće izgubiti popularnost.

Nakit sa sedefom organski nadopunjuje i poslovnu i romantičnu odjeću.

Obrada kamena uključuje brušenje, rezanje, poliranje, oblikovanje, graviranje, a cijeli tim stvara jedan proizvod.

Majka bisera - tako se riječ "sedef" može prevesti s njemačkog. Ovaj prelijepi prirodni materijal inspirira ne samo draguljare da kreiraju prekrasan nakit, već i hemičare koji po svaku cijenu žele ponovno stvoriti jedinstvena svojstva tvari u laboratoriju. Polako se približavaju svom cilju, već su postigli značajne rezultate.

Ipak, čovjek još nije uspio stvoriti ništa slično u pogledu varijacije fizičkih karakteristika početnih materijala i konačnog proizvoda (u ovom slučaju sedefa). Zato najnovije dostignuće naučnika izgleda tako impresivno u poređenju sa ostalima.

Tokom istraživanja, hemičari su otkrili da je visoka čvrstoća sedefa određena njegovom strukturom. Upravo to su autori rada pokušali da rekreiraju.

Da bi to učinili, izvršili su kontrolirano zamrzavanje vodene suspenzije aluminij oksida (aluminij) uz dodatak prilično uobičajenog polimernog polimetil metakrilata (PMMA).
Istraživači su izvještavali o svojim dostignućima u časopisu Science.

Hrapavost hibridne keramike takođe određuje njenu čvrstoću, jer utiče na proces smicanja „cigli“, a time i na rasipanje energije. Umetak prikazuje prilično velike brikete novog materijala. Ranije su naučnici mogli da dobiju uzorke tako jake supstance samo u obliku tankih filmova. Tu je i fotografija snimljena skenirajućim elektronskim mikroskopom koja pokazuje ponašanje materijala pod opterećenjem. Oštećenje se širi kao male pukotine (fotografija Lawrence Berkeley National Laboratory). Njihovo otkriće zasnovano je na radu kolega istraživača s Berkeleyja Eduarda Saiza i Antonija Tomsia od prije dvije godine.

Tada su naučnici otkrili da je smrzavanjem morske vode moguće stvoriti vrlo izdržljivu umjetnu zamjenu za ljudsku kost.

Ovog puta, hemičari su prvo takođe zamrzli vodu, ali da bi stvorili matricu, koja je postala osnova za dobijanje okvira od aluminijumskih ploča (lamela) (zauzela je pore koje nisu bile ispunjene ledom). Led je zatim uklonjen isparavanjem i na njegovo mjesto je uveden polimer.

Čvrstoća materijala određena je njegovom sposobnošću da rasipa energiju deformacije. U ovom slučaju, polimer između ploča od aluminij-oksida omogućava im da „kliznu” jedna u odnosu na drugu i na taj način raspodijele opterećenje, baš kao što to čine proteinske strukture u školjkama mekušaca.

Ali hemičari su bili u stanju ne samo da naprave okvir za ploče. Oni su mogli utjecati na debljinu ploča, njihovu makroskopsku orijentaciju, hemiju i hrapavost sučelja lamele. Sabijanjem okvira okomito na slojeve tokom sinterovanja, dobili su i „cigle“ od aluminijum oksida i postigli formiranje i zbijanje keramičkih mostova između njih. Mogućnost variranja svih ovih parametara omogućit će u budućnosti dobijanje materijala sa drugim svojstvima, a velika je vjerovatnoća da će među njima biti i onih koji će biti čak i bolji od sadašnjih.

“Pokušali smo imitirati prirodne mehanizme jačanja prisiljavajući čestice glinice da se poredaju u hijerarhijske strukture,” kaže Ritchie u izjavi za javnost iz laboratorije “Nadamo se da će nam proučavanje već dobivenih kompozita omogućiti da poboljšamo sinteza laganih nebioloških materijala jedinstvene tvrdoće i čvrstoće.”

U budućnosti, hemičari namjeravaju dobiti materijale još veće čvrstoće. Nadaju se da će postići nove i uzbudljive rezultate promjenom omjera aluminij oksid/PMMA kako bi se povećao sadržaj keramike, zamjenom polimera drugim, pa čak i zamjenom cijelog polimera metalom.

Naučnici s Berkeleyja vjeruju da će metal ne samo omogućiti da se ploče pomiču jedna u odnosu na drugu (s takvim dimenzijama to je sasvim izvodljivo), već će i preuzeti dio opterećenja. Štaviše, za razliku od polimera, može raditi na visokim temperaturama.

Rezultat će biti lagan i izdržljiv kompozitni materijal koji će uvijek naći primjenu i u energetskoj i u transportnoj industriji, uvjereni su istraživači. Dovoljno je navesti jednostavan primjer: mnogi automobilski dijelovi napravljeni od takvog kompozita će težiti znatno manje od čelika, što će se pozitivno odraziti na potrošnju goriva.

Međutim, prije nego što ideja postane stvarnost (dopuštajući proizvođačima da imaju koristi), bit će potrebno ne samo poboljšati sam materijal, već i organizirati njegovu masovnu proizvodnju.

Opis minerala i njegovih karakteristika

U nekim evropskim zemljama, poput Njemačke, Francuske i Engleske, sedef nosi poetski naziv „majka bisera“. Na francuskom, sedef se zove la nacre.

U smislu hemijskog sastava, sedef se praktički ne razlikuje od bisera, jer je to unutrašnji sloj školjki. Aragonitne ploče u školjkama nalaze se paralelno s površinom. Boja sedefa varira od bijele do gotovo crne. Sjaj je sedefast.

Tvrdoća - 2,5-4,5; gustina - 2,7 g/cm3.

Najčešće korištene školjke za nakit dolaze iz Perzijskog zaljeva, Crvenog mora i Tihog okeana.

Ljekovita svojstva

Ljekovita svojstva sedefa koriste se od davnina. Alhemičari su vjerovali da prah sedefa može izliječiti gotovo sve bolesti.

Moderni tradicionalni iscjelitelji vjeruju da sedef pomaže u jačanju zdravlja tijela, poboljšanju imuniteta i performansi

Od davnina se bijeli prah od sedefa koristio za pripremu kozmetičkih krema. Vjerovalo se da ova krema može izbijeliti kožu lica, ukloniti pjege i ukloniti staračke pjege. Nosile su se naušnice od školjki radi poboljšanja sluha. Uticaj sedefa na čakre je nepoznat.

Magična svojstva

U magijskoj praksi sedef se ne koristi često. U nekim zemljama svijeta od školjki su se pravile posebne zdjele, vjerujući da su pića koja se u njih sipaju ljekovita.

Da bi privukli naklonost bogova, crteži su naneseni na površinu školjke.

Sedef patronizira ljude rođene u znakovima Vodolije i Riba. Vodolijama donosi sreću u njihovom poslovnom životu. Pomaže Ribama da pobjeđuju u raspravama i opkladama.

Talismani i amajlije

Kao talisman, sedef može pomoći svom vlasniku da unese nešto novo u svoj život. Pomaže u razvoju intuicije, očuvanju mira i spokoja u porodici i štiti kuću od zlih duhova. Vjeruje se da proizvodi napravljeni od sedefa mogu poslužiti kao amajlija koja produžava život svom vlasniku.

Riječ "sedef" dolazi od njemačkog "Perl Mutter", što znači "majka bisera" - zaista, sve školjke sa prelijepim unutrašnjim slojem mogu postati "majka" bisera, što je zrno pijeska ili druge inkluzije. oko koje je izraslo nekoliko slojeva sedefa Strogo govoreći, sedef nije dragulj, već unutrašnji sloj bisernih školjki; ukrasno kamenje je ljuskasta ploča obložena s unutarnje strane šarenim vapnenastim slojem debljine nekoliko milimetara. Topli sunčevi zraci koji se rasipaju po plavo-bijelom nebu, svježi nakon kiše, kapi jutarnje rose u srcu lotosovog cvijeta, prelivi oblaci na zalasku sunca... Kakve asocijacije nisu nastale među stanovnicima tropskih ostrva kada su ovo vidjeli dragulj! Sedef nema manje nijansi od bisera - osim uobičajene bijele s plavim, ružičastim i zlatno-jorgovanim bljeskama, tu je i zeleno-siva sedef, te ružičasta sa zelenkasto-žutom nijansom, a crna sa ljubičasto-plavom nijansom. Sedef je poznat čovjeku jako dugo i bio je među prvim poznatim ukrasnim materijalima - ogrlice, minđuše, narukvice i drugi nakit sa ovim kamenom pronađeni su u grobnicama starog Egipta. U starom Rimu, sedef je bio cijenjen uporedo sa biserom, smatran je simbolom mudrosti i moći - prema legendi, zidovi palate cara Nerona bili su obloženi sedefnim pločama. U srednjem vijeku, pehari i posude ukrašene sedefom bile su posebno popularne među plemstvom, za njih su se koristile i cijele, graciozno uvijene školjke morskih puževa, umetnute u srebro i ukrašene finim gravurama s prikazom mitskih morskih čudovišta ili sirena; svrhe. Verovalo se da će piće koje se sipa u takvu šolju izlečiti teške bolesti i produžiti život. U Rusiji u 18-19 veku. u većini nakita sedef se koristio uz drago kamenje, što je bio omiljeni umetak među dvorskim draguljarima; Šolje, burmutije, kutije i crkveni pribor također su bili ukrašeni sedefastim „vagama“. Marija Stjuart i Katarina II imale su ogrlice napravljene od komada sedefa. Od davnina do danas, sedef je bio popularan materijal za svečana dugmad i druge sitne toaletne detalje. Sedefne ploče se još uvijek koriste za oblaganje skupih ukrasnih predmeta i detalja interijera - vaze, posuđe, umetke namještaja, okviri za fotografije i stolna ogledala, kutije i stolne garniture. Nakit od sedefa je raznovrstan, a danas možete kupiti kako etno nakit pravi filipinski ili tajlandski majstor, tako i elitni komad visokog nakita modne kuće Korloff, Jilbert Albert ili John Hardy.

Sedef se kopa u cijelom svijetu - školjke se mogu naći u Crvenom moru, Perzijskom zaljevu, kod ostrva Borneo i Cejlon, kod obala Japana i Filipina. Slatkovodne biserne dagnje su gotovo izumrle samo u rijekama sjeverne Evrope i ruskog sjevera. Ipak, većinu tržišta čini roba koja se dobija na prastari način uz pomoć posebno obučenih ronilaca. Obrada sedefa je složen zadatak, jer su školjke prilično krhke, a jedan komad nakita zahtijeva pažnju mnogih majstora, uključujući rezbara, brusilice, polirača, kalupa i gravera. Ponekad se bijeli sedef boji u otopini srebrnog klorida kako bi se stvorila prekrasna tamna nijansa. Briga za nakit od sedefa je jednostavna - peru se u običnom rastvoru sapuna ili brišu krumpirovim škrobom kako bi se uklonila tvrdokorna prljavština; Glavno pravilo je da sedef bude čist. “Majka”, kao i “dječiji” biser, pati od nedostatka pažnje i postaje samo bolji od čestog nošenja. Sedef treba zaštititi od vrućine i otvorenog plamena, izlaganja kiselinama i kozmetičkim proizvodima.

Sve do 18. vijeka sedef se u prahu mogao kupiti u bilo kojoj ljekarni - smatrao se jedinstvenim ljekovitim sredstvom. Danas se sedef aktivno koristi u kozmetologiji i farmaciji - najelitnije i najskuplje kreme i losioni često sadrže "bisernu esenciju", koja pojačava učinak protiv starenja, izbjeljuje kožu, uklanja pjege i staračke pjege. Savremeni litoterapeuti smatraju da nošenje sedefnog talismana na tijelu pomaže u jačanju imunološkog sistema, poboljšanju zdravlja cijelog tijela i povećanju efikasnosti, kao i da smiruje nervni sistem i oslobađa od stresa. Naušnice od sedefa preporučuju se za liječenje bolesti sluha.

Energija sedefa povezana je sa bračnim vezama - jača porodicu, unosi mir i spokoj u dom, pomaže da se shvate greške i izabere najispravnija linija ponašanja u odnosima. Upleteni umivaonik od sedefa donosi obilje i materijalno blagostanje u dom. Nakit od sedefa štiti svog vlasnika od "zlog oka" i negativnog utjecaja izvana, privlači promjene i nove događaje; Nekada su vjerovali da sedef produžava život onima koji ga nose. Astrološki, sedef najviše odgovara Vodoliji koja donosi sreću u karijeri i radnim aktivnostima i Ribama koje uz nju pobjeđuju u svađama i opkladama. Svi drugi horoskopski znakovi ga mogu nositi, ali ne stalno;

Sedef je kontraindiciran samo za Blizance.

Sedef je iznenađujuće demokratski dragulj, koji se do danas može vidjeti na vratu ili ušima i bogate europske modne djevojke i crnopreplanulog otočana s tropskog ostrva. Šta ga je učinilo tako popularnim? Vjerojatno se cijela tajna krije u duginim nijansama, koje uvijek očaravaju svojim sablasnim svjetlucanjem;

Gledajući ih, lako je pomisliti da je najvažnije gledati na život iz drugog ugla, a uobičajeno ravno postojanje odmah će zasjati novim aspektima, obojivši uobičajenu svakodnevicu novim jarkim bojama.

Veštački sedef

Ova „biserna esencija“ (essence d’Orient) je tečnost koja se ekstrahuje iz srebrnastih ljuski ukljeve (Ukelei, Cyprinus alburnus). Krljušti se melju vodom dok se sav sjajni pigment krljušti ne slegne na dno posude. Ovaj talog se zatim ispere amonijakom i pomeša sa razblaženim želatinom. Supstanca srebrnog sjaja sastoji se od mikroskopskih kristala, spoja gvanina i vapna. Međutim, ovaj izum nije moderno otkriće. Njegov autor, Francuz Jaquin, prvi je nabavio takvu supstancu 1655. godine. Iz kilograma krljušti (od 8.000 riba) izvukao je samo 120 grama biserne esencije koju je nazvao "Essence d'Orient" koja mu je pomogla u šarlatanskim aktivnostima kada je od stakla dobivao umjetne bisere i prodavao ih po cijeni. pravih.

Što se tiče pravog sedefa, to se može odrediti pomoću topline i otvorenog plamena. Kada se dovede do njega, sedef koji sadrži 2% vode puca i gubi sjaj. Sedef se takođe plaši dejstva kiselina, abraziva, isparenja i kozmetike, treba ga često nositi i držati ga čistim na osami. Sedef možete očistiti samo u slaboj otopini sapuna ili laganim brisanjem krumpirovim škrobom koji uklanja višak vlage i prljavštine.