貝殼堅韌的秘密

幾乎每一個軟體動物都是一位優秀的建筑師。它們的貝殼非常堅硬，能抵御敵人的侵襲；同時，貝殼還非常有韌性，能抵抗強大的水壓。

這里的奧秘是什么呢？

堅固的材料

軟體動物的內臟團與貝殼中間有一層膜，稱為外套膜，既可保護身體，又可分泌一種液體。這種液體硬化后，形成堅硬的石灰質貝殼。貝殼的主要成分是碳酸鈣，約占貝殼總重量的95%，并含有少量貝殼素等有機物以及微量的鎂、鐵、磷酸鈣、硫酸鈣和硅酸鹽等無機物。

天生的結構

試一下，折斷一根粉筆與折斷一個貝殼相比，哪個更容易。科學家的實驗結果是貝殼比粉筆堅硬得多。這就奇怪了。同樣由碳酸鈣構成，為什么差距這么大呢？科學家說：粉筆屬于人工合成材料，貝殼卻是由某些軟體動物通過吸收水中的鈣粒子進行生物礦化后生長出來的天然合成材料。借助現代科學手段，科學家發現了兩者微結構的巨大差別：貝殼中碳酸鈣晶粒有著特殊的有序排列，而粉筆中的碳酸鈣晶粒排列是一種無序結構。

奇序的排列

貝殼由外層、中層、內層三層組成：最外邊一層很薄，由一種有機物質組成，叫作角質層；中間一層很厚，是貝殼的主要部分，為白色，由許多角柱狀的碳酸鈣組成，叫作棱柱層；最里邊一層很光亮，由角質和石灰質組成，叫作珍珠層。

經科學家研究發現，珍珠層是由角質和石灰質所形成的許多小薄片重疊排列而成。這些小薄片平行于貝殼殼面，就像建筑物墻壁上的磚塊一樣相互堆砌鑲嵌、層層排列，形成整個珍珠層。科學家稱它為“磚-泥”結構。這也是貝殼堅韌的原因之一。

貝殼與仿生

貝殼的形貌包含著許多幾何曲線，如蝸牛殼上的螺旋線等。這些曲線帶給建筑學家極大的啟迪，成為現代建筑設計模仿的重要目標，于是有了大跨度薄殼式建筑。

例如，日本東京的代代木體育館活像一只巨大的海螺，其外觀曲線流暢、輕快，被認為是當代最成功的體育建筑之一。1952年由墨西哥大學設計的宇宙射線實驗館，是一座著名的薄殼結構建筑，也是目前世界上最“薄”的建筑，殼體僅有1.6厘米厚。這么薄的外殼更有利于宇宙射線的穿透。