珍珠质层纳米生物矿化研究

珍珠结晶层由珍珠质层与棱柱体层组成，平行状的珍珠质层是生物矿化作用形成的天然纳米材料，利用最先进的AFM测试手段初步观察珍珠质层，发现养殖珍珠的珍珠质层是由30-100纳米级的文石晶体及纳米有机界面共同组成的天然复合纳米生物材料。.纳米材料在纳米尺寸效应和界面效应占据主导地位时表现出独特的物理和化学性质，该现象表现在珍珠上时即珍珠会出现粉红色和绿色伴色，物理法处理的珍珠会出现独特的孔雀绿及孔雀紫伴色，与天然产法属玻利尼西亚南太平洋环礁产的昂贵大溪地黑珍珠极为相近，对其机理研究没发现有报道，故研究珍珠的超微结构是研究珍珠改色的关键。本项目应用最新的微区组合AFM，SEM及TEM等测试手段对不同伴色的优质珍珠及优化处理后的孔雀绿及孔雀紫伴色珍珠进行超微结构研究，为珍珠由低附加值向高附加值转换及珍珠详细的伴色机理提供新的理论依据。

本项目运用X粉晶衍射分析，偏光显微镜及红外显微镜分析别对不同质量的海水和淡水珍珠的珍珠结晶层进行研究，在物相方面，球文石的发现，打破了珍珠由文石和方解石组成的传统认识，而且海水珍珠和淡水珍珠的矿物成分组成有差别，在实验的基础上统观珍珠的矿物成分有文石、方解石和球文石，其中海水珍珠由文石和方解石组成，没有球文石；而淡水珍珠由文石和球文石组成，没有方解石的规律性认识；在结构方面，研究结果修正了日本学者小林新二郎1960年提出的得到国际上广泛认可的珍珠棱柱层是由方解石组成的观点，发现海水珍珠中还有文石棱柱, 文石和方解石共同棱柱及呈方解石假象的文石棱柱，淡水珍珠中有文石和球文石棱柱，首次提出棱柱体层的概念, 否定文石含量越高珍珠质量越好的传统认识,提出珍珠质量与文石含量无关而与文石晶型有关及珍珠棱柱体层愈厚愈靠近珍珠表面分布珍珠质量越差的新认识，并建立一个新的珍珠内部综合结构模式图；运用原子力显微镜(AFM)、场发射高分辨率扫描电子显微镜(FESEM)和场发射高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)对物理法改色前后的优质淡水珍珠表面及广西合浦所产的具伴色和不具伴色的优质白色海水珍珠表面进行了系统的观察，通过对比分析珍珠在微米级至纳米级范围内微结构及超微结构特征的变化，证实了珍珠表面的珍珠质层是天然的纳米材料，组成文石晶层的3um文石小晶片是由10-60nm的纳米文石小晶粒组成，珍珠伴色与其表面生长机理纹规则与否相关。