Séquences atomiques d'une surface de calcite (1014) et d'une surface d'aragonite (001) avec leurs dessins modèles (en bas). Le bleu indique les atomes de calcium dans la calcite; rouge, les atomes d'oxygène; et vert, les atomes de calcium dans l'aragonite. Crédit :Institut national des sciences des matériaux
Les tissus durs des organismes, comme les os et les coquillages, sont composés de minéraux inorganiques (biominéraux). Bien que ces substances soient créées par biominéralisation, qui sera discuté plus tard, de nombreuses incertitudes demeurent dans le mécanisme.
Chercheurs à l'Université du Tohoku, Japon, ont mené des études visant à élucider les mécanismes de croissance cristalline des coquilles, dans lequel un cristal de carbonate de calcium, qui n'est normalement stable qu'en phase haute pression, se forme dans des conditions normales de température et de pression. Il est nécessaire d'observer les changements structurels atomiques de la surface cristalline en croissance en solution. Dans de telles circonstances, un système capable d'observation de surface à haute résolution dans un environnement liquide serait idéal.
Modifications de la séquence atomique de la surface du substrat de calcite avec une solution de croissance ajoutée contenant le polypeptide synthétique et le magnésium. La période requise pour une analyse dans ce cas était d'environ 8 secondes.Crédit :National Institute for Materials Science
Tsukamoto et Araki ont appris que le système de sonde de microscope à force atomique (AFM) développé par le groupe Yamada à l'Université de Kyoto pouvait fonctionner dans de telles conditions et était disponible pour une utilisation via le Kyoto Advanced Nanotechnology Network; une demande d'utilisation et de soutien en commun a été déposée. En utilisant le système FM-AFM, basé sur la technologie de pointe du microscope à force atomique à modulation de fréquence (FM-AFM), ils ont observé avec succès le processus de croissance des cristaux de carbonate de calcium en solution au niveau atomique.
