建造硅石骨架的海洋玻璃海绵

2020-07-13 05:19:40

跳转到导航跳转搜索维纳斯花篮(曲霉菌)是海绵纲中的一种玻璃海绵。它是一种在太平洋深水中发现的海绵。与其他玻璃海绵一样,它们的骨架是由二氧化硅建造的,这在材料科学中引起了极大的兴趣,因为它们不需要加热就能形成它们的玻璃乳状物,这在某些方面使它们的性能优于人造光纤。[1][2]与其他海绵一样,它们以过滤海水捕获浮游生物为食。[3]。

这些海绵经常被发现是玻璃海绵虾的栖息地,通常是一对繁殖的海绵虾,由于它们的大小,它们通常无法离开海绵的格子。因此,它们生活在这些海绵内部和周围,在那里,虾与海绵之间表现出一种互惠互利的关系,直到它们死去。这可能影响了日本采用海绵作为永恒爱情的象征,在日本,海绵的骨骼被作为结婚礼物赠送。[4][5]。

在菲律宾群岛附近的一小片海域发现了维纳斯花篮。类似的物种出现在日本附近以及西太平洋和印度洋的其他地区。

胞体呈管状,弯曲,呈篮状,由三轴突针组成。身体上有许多孔,这些孔不是真正的Ostia,而是简单的顶缝。管系呈聚锥体型,Ostia与流入管沟通,后者通过管孔与放射管沟通,放射管通过管口向内通向海绵体,向外通向外口。

这些动物的身体结构是一个薄壁、圆柱形、花瓶状的管子,中间有一个很大的中庭。身体完全由6角硅质针状物形式的硅石组成,这就是为什么它们通常被称为玻璃海绵的原因。针状体由3条垂直的射线组成,形成6个点。针状体是海绵组织内的微小针状结构,为海绵提供结构支撑。它是海绵组织中针状体形式的组合,有助于识别该物种。在玻璃海绵的情况下,针状物编织在一起形成一个非常精细的网格,这给了海绵的身体一种在其他海绵物种中找不到的刚性,并允许玻璃海绵在水柱的很深的地方存活。

纤维光学研究人员对将海绵附着到海底的玻璃质纤维很感兴趣,这种纤维长5-20厘米(2-8英寸),与人的头发一样细。[7][8]海绵从海水中提取硅酸并将其转化为二氧化硅,然后将其形成精细的玻璃纤维骨架。其他海绵,如橙色麻球海绵(Tethya Aurantium)也可以通过生物方式生产玻璃。目前的光纤制造工艺需要高温,并且会产生脆性光纤。在海绵的启发下,创造和排列这种纤维的低温过程可以提供对纤维光学特性的更多控制。这些纳米结构对于制造效率更高、成本更低的太阳能电池也有潜在的用处。[9]。

这些海绵骨架具有复杂的几何构型,这些几何构型因其刚度、屈服强度和最小裂纹扩展而被广泛研究。长度、有效厚度和半径相等但分布均匀的铝管(铝和玻璃弹性模量相似)的刚度是其刚度的1/100。[需要引用]