[圖]科學家找到不傷害珍珠母情況下測量厚度的方法

在紅鮑（red abalone）其他軟體動物中發現的珍珠母（nacre）具備非常強的斷裂性。而這也是研究人員對這種天然材料感興趣的一個重要原因，來自 UW–Madison 的科學團隊希望找到在不傷害珍珠母情況下測量厚度的方法。

大多數人都是從紐扣、珠寶、樂器鑲嵌和其他裝飾品中認識珍珠母貝的，它是一種彩虹色的生物礦物，也被稱為珍珠母貝。在過去幾十年來，科學家欣賞和贊嘆珍珠母的原因不僅是因為它的美麗和光學特性，更因為特殊的韌性。

已經研究珍珠母有十多年、來自威斯康星大學麥迪遜分校物理學教授 Pupa Gilbert 表示：「它是研究最多的天然生物礦物之一。它可能看起來只是一種有光澤的裝飾材料。但它的抗斷裂能力可以比霰石（Aragonite，它的原料）高出3000倍。它引起了材料科學家的興趣，因為讓材料比其部分之和更好，是極具吸引力的」。

現在科學家發現了一種全新的、無損的光學技術–高光譜干涉斷層掃描（hyperspectral interference tomography），相關論文已經發表在《美國國家科學院院刊》期刊上。這項發現由Gilbert、威斯康星大學麥迪遜分校電氣工程教授 Mikhail Kats 和她的學生共同完成的。

在深入了解之後，Gilbert 已經摸清了珍珠母是如何形成、排序、抵抗斷裂的，以及它的分層結構是如何記錄其形成的溫度的。珍珠母的這種分層結構能反射光線，並根據層厚產生不同的顏色。這使得人們有興趣找到一種評估納克層厚度的方法，而這種方法不需要破壞沉積在其中的軟體動物外殼。

為了幫助解決這個挑選，Gilbert 求助於 Kats 和研究生 Jad Salman，他們是光學現象領域的專家。Salman 表示：「如果你想探測這種具有彎曲地形的貝殼，用傳統的光譜儀是很難得到好的光譜的」。該團隊轉而採用一種較新的技術–高光譜攝影，對貝殼的整個光譜進行成像。

圖片中 Mikhail Kats（左）和Jad Salman（右）

Salman 表示：「這是一個成像光譜儀，圖像中的每個像素都給出了一個完整的光譜。當我們在我們的設置中使用相機時，我們可以輕松地在貝殼的大而不均勻的表面上提取可靠的光譜數據」。

除了紅鮑之外，該團隊還對來自新西蘭的彩虹鮑（rainbow abalone）進行了成像。隨後，Salman 利用他開發的復雜建模軟件，利用高光譜數據逐個像素確定了珍珠母的厚度。該團隊將這一技術組合稱為高光譜干涉斷層成像技術，並預計它將適用於測量在植物、動物、地質樣品或合成材料中發現的其他透明、分層結構。

來源：cnBeta