Sequenze atomiche di una superficie di calcite (1014) e di una superficie di aragonite (001) insieme ai loro disegni di modello (in basso). Il blu indica gli atomi di calcio nella calcite; rosso, gli atomi di ossigeno; e verde, gli atomi di calcio nell'aragonite. Credito:Istituto Nazionale per la Scienza dei Materiali
Tessuti duri di organismi, come ossa e conchiglie, sono composti da minerali inorganici (biominerali). Mentre queste sostanze sono create dalla biomineralizzazione, di cui parleremo in seguito, molte incertezze rimangono nel meccanismo.
Ricercatori della Tohoku University, Giappone, hanno condotto studi volti a chiarire i meccanismi di crescita dei cristalli di conchiglie, in cui un cristallo di carbonato di calcio, che normalmente è stabile solo in una fase ad alta pressione, si forma in condizioni normali di temperatura e pressione. È necessario osservare i cambiamenti strutturali atomici della superficie cristallina in crescita in soluzione. In tali circostanze, un sistema in grado di osservare la superficie ad alta risoluzione in un ambiente liquido sarebbe l'ideale.
Cambiamenti nella sequenza atomica della superficie del substrato di calcite con aggiunta di una soluzione di crescita contenente il polipeptide sintetico e il magnesio. Il periodo richiesto per una scansione in questo caso era di circa 8 secondi.Credito:National Institute for Materials Science
Tsukamoto e Araki hanno appreso che il sistema di sonde del microscopio a forza atomica (AFM) sviluppato dal gruppo Yamada dell'Università di Kyoto potrebbe funzionare in tali condizioni ed era disponibile per l'uso tramite la Kyoto Advanced Nanotechnology Network; è stata presentata una domanda per l'utilizzo e il supporto congiunti. Utilizzando il sistema FM-AFM, basato sulla tecnologia all'avanguardia del microscopio a forza atomica a modulazione di frequenza (FM-AFM), hanno osservato con successo il processo di crescita dei cristalli di carbonato di calcio in soluzione a livello atomico.
