نظام ملليمتر اختبار العاطفة مقياس لقياس الخواص الميكانيكية للاسفنج البحري سبيكوليس
Summary
نحن نقدم على بروتوكول لإجراء الاختبارات الانحناء ثلاث نقاط على ألياف مقياس الملليمتر الفرعية باستخدام جهاز اختبار المواصفات ميكانيكية. يمكن قياس القوات تتراوح من 20 µN ما يصل إلى 10 ن الجهاز ويمكن أن تستوعب ذلك مجموعة متنوعة من أحجام الألياف.
Abstract
تحميل الكثير إذ تضع الهياكل البيولوجية (لبس) — مثل ريشة راتشيسيس وسبيكوليس – صغيرة (< 1 مم) لكن لا مجهرية. قياس سلوك لبس هذه العاطفة مهم لفهم أصول وظائفها الميكانيكية الرائعة.
يصف لنا وضع بروتوكول لأداء الاختبارات الانحناء ثلاث نقاط باستخدام جهاز اختبار المواصفات ميكانيكية التي يمكن قياس القوات تتراوح بين 10-5 101 ن وتشريد تتراوح من 10-7 إلى 10-2 م. الميزة الرئيسية لهذا الجهاز اختبار الميكانيكية أن قدرات القوة والتشريد يمكن تعديلها بسهولة للبس مختلفة. مبدأ التشغيل للجهاز مماثلة لتلك التي مجهر القوة الذرية. إلا وهي تطبق القوة إلى لبس نقطة تحميل التي أرفقت بنهاية ناتئ. تقاس بجهاز استشعار ألياف بصرية تشرد التشرد نقطة التحميل وتحويلها إلى قوة صلابة ناتئ المقاسة باستخدام. ويمكن تعديل نطاق القوة للجهاز باستخدام كانتيليفيرس ستيفنيسيس مختلفة.
وأظهرت إمكانيات الجهاز عن طريق إجراء اختبارات الانحناء ثلاث نقاط على عناصر الهيكل العظمى من الأسفنج البحري أسبيرجيلوم يوبليكتيلا. عناصر الهيكل العظمى – المعروفة باسم سبيكوليس-هي ألياف السيليكا التي هي حوالي 50 ميكرومتر في القطر. يصف لنا إجراءات معايرة جهاز اختبار الميكانيكية، تصاعد في سبيكوليس على لاعبا الانحناء ثلاث نقاط مع فترة مم ≈1.3، واختبار أداء الانحناء. وتقاس القوة المطبقة على سبيكولي وعن انحراف في موقع القوة المطبقة.
Introduction
وقد وضعت المهندسين بدراسة أبنية لحمل الهياكل البيولوجية (لبس)، مثل شركة شل والعظام، المواد المركبة الجديدة التي هي على حد سواء قوية وصعبة 1. فقد ثبت أن الخواص الميكانيكية الرائعة للبس ونظرائهم المستوحاة من السيرة الذاتية متصلة بما أبنية داخلية معقدة 2. ومع ذلك، العلاقات بين أبنية لبس والخصائص الميكانيكية ليست مفهومة تماما. قياس الاستجابة الميكانيكية لبس هو الخطوة الأولى نحو فهم كيف تعزز بنيتها خصائصه الميكانيكية.
ومع ذلك، من المهم أن نوع الاختبار المستخدمة لقياس الاستجابة الميكانيكية لبس ينسجم مع وظيفتها الميكانيكية. على سبيل المثال، حيث يجب دعم الريش الأحمال الأيرودينامية، الوظيفة الأساسية الفقري ريشة توفير صلابة العاطفة 3. ولذلك يفضل اختبار الانحناء لاختبار توتر أونياكسيال لقياس رده الميكانيكية. في الواقع، كثير من لبس – ينبع العشب مثل ريشة راتشيسيس 3، 4، وسبيكوليس،من 56،،من78– تشوه في المقام الأول بالانحناء. هذا سبب هذه لبس مرهف –أيعلى طول أكبر بكثير من عرض أو عمق. ومع ذلك، إجراء الاختبارات الانحناء على لبس هذه يمثل تحديا للقوات والتشريد أنهم يمكن أن يصمد أمام فشل تتراوح من 10-2 إلى 102 N و 10-4 إلى 10-3 م، على التوالي 3 , 4 , 5 , 7 , 8-ونتيجة لذلك، يجب أن يكون الجهاز المستخدم لإجراء هذه الاختبارات الميكانيكية قرارات القوة والتشريد من إيتش وان زيرو-5 ن وم-7 إيتش وان زيرو (أي، 0.1% من أقصى قوة measureable أجهزة الاستشعار والتشرد)، على التوالي.
المتاحة تجارياً، كبيرة الحجم، والميكانيكية وأنظمة الاختبار عادة لا يمكن قياس القوات والتشريد مع هذا القرار. بينما القوة الذرية المستندة إلى مجهر 9،10 أو الكهروميكانيكية المستندة إلى نظم 11 اختبار أجهزة القرار الملائم، القوة القصوى (كل منها التشرد) يمكن قياس أصغر من القوة القصوى (التشريد كل منها) التي يمكن أن تحمل لبس. ولذلك، إجراء اختبارات الانحناء على لبس هذه، والمهندسين والعلماء يجب أن تعتمد على المواصفات الميكانيكية اختبار الأجهزة 5،7،،من1213. الميزة الرئيسية لهذه الأجهزة المواصفات أنها يمكن أن تستوعب نطاقات كبيرة من القوات والتشريد. ومع ذلك، بناء وتشغيل هذه الأجهزة لا توثيقاً جيدا في الأدب.
بروتوكول وصف لأداء الاختبارات الانحناء ثلاث نقاط باستخدام جهاز اختبار المواصفات ميكانيكية التي يمكن قياس القوات تتراوح بين 10-5 101 ن وتشريد تتراوح من 10-7 إلى 10-2 م. وتقدم الرسوم التقنية، بما في ذلك جميع الأبعاد، من العناصر المكونة لجهاز اختبار الميكانيكية في “المواد التكميلية”. الميزة الرئيسية لهذا الجهاز اختبار الميكانيكية أن النطاقات القوة والتشريد يمكن تعديلها بسهولة لتلائم لبس مختلفة. مبدأ التشغيل للجهاز مماثلة لتلك التي مجهر القوة الذرية 9. في هذا الجهاز، يتم وضع عينة عبر خندق قطع في لوحة فولاذ المقاوم للصدأ (انظر الشكل 1أ-ج). يتم قياس فترة الخندق من ميكروجرافس البصرية لتكون 1278 ± 3 ميكرومتر (يعني ± الانحراف المعياري؛ n = 10). دعم حواف الخندق العينة أثناء اختبار الانحناء (انظر الشكل 1 ود). هذه المرحلة العينة المرفقة إلى مرحلة ترجمة ثلاثة محاور ووضعه تحت آسفين ألومنيوم حيث يكون الاسفين تقع في منتصف الطريق عبر امتداد خندق (انظر الشكل 1ج). قبل الانتقال المرحلة 
الاتجاه (انظر الشكل 1 ألف، و جيم)، هو دفع العينة إلى آسفين مما تسبب في العينة لثني.
نحن نشير إلى الاسفين كتلميح نقطة التحميل (LPT) والمكون من الجهاز الذي يحتوي على الاسفين كنقطة التحميل (ليرة لبنانية). يتم إرفاق ليرة لبنانية إلى نهاية ناتئ التشرد الذي يقاس بجهاز استشعار ألياف بصرية تشرد (فودس). فودس تنبعث الأشعة تحت الحمراء، مما ينعكس قبالة مرآة تقع على السطح العلوي لليرة لبنانية (انظر الشكل 1ب) وتلقى بألياف الضوئية في فودس. مم إيتش فايف قطعة مربعة من رقاقة السيليكون مصقول كمرآة ليرة لبنانية وهي ملحقة بليرة لبنانية استخدام الإيبوكسي. تدابير فودس التشريد بمقارنة كثافة الضوء المنبعثة والمنعكسة. صلابة ناتئ والتشرد وتستخدم لحساب القوة، 
، وذوي الخبرة من الاسفين بسبب تفاعله مع العينة. تشريد ناتئ يستخدم أيضا لحساب تشريد المقطع العرضي للعينة تحت الاسفين، 
. وقد استخدمت مجسات القوة المستندة إلى ناتئ في عدد من الجزئي والكلى الحجم الميكانيكية اختبار الدراسات 10،11،12،،من1314. تصميم المحددة المعروضة هنا مقتبسة من جهاز اختبار ميكانيكية المستخدمة لإجراء التجارب الاتصال لاصقة 14. وقد استخدمت أيضا تصميم مماثل في 15،تريبوميتير الدقيقة متاحة تجارياً16.
رقم 1: نظرة عامة على جهاز اختبار المواصفات الميكانيكية- (أ) بالحاسوب تقديم تصميم الجهاز. يتم تمييز عناصر المرحلة باللون الأخضر. يتم إبراز قوة الاستشعار فرعي (ناتئ، نقطة التحميل (ليرة لبنانية)) باللون الأحمر. (ب) تكبير العرض من (). يظهر باللون الأزرق على السطح العلوي لليرة لبنانية تحت فودس مرآة ليرة لبنانية وهو المسمى LPM. (ج) تنسيق نظام يستخدم لوصف الاقتراح بمرحلة الترجمة. عن طريق التسوية الالمرحلة ه في الخطوة 1، 9 من البروتوكول، و يرصد الاتجاه ليتزامن مع ناقل العادي على سطح مرآة ليرة لبنانية. التخطيطي (د) تكوين الانحناء ثلاث نقاط يظهر التشوه في سبيكولي وتشرد يقاس 
، و 
. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
وأظهرت إمكانيات الجهاز عن طريق إجراء اختبارات الانحناء ثلاث نقاط على عناصر الهيكل العظمى من الأسفنج البحري. أسبيرجيلوم يوبليكتيلا،من67 هيكل عظمى هذا الأسفنج هو تجميع خيوط، يسمى سبيكوليس (انظر الشكل 2أ). سبيكوليس إيتش فايف زيرو ميكرومتر سميكة وهي تتألف أساسا من السليكا 6. على أساس بيوسيليكا سبيكوليس توجد في الأسفنج الذين ينتمون إلى الفئات ديموسبونجيا وهوموسكليرومورفا وهيكساكتينيليدا. الأسفنج، مثل هاء-أسبيرجيلوم، التي تنتمي إلى فئة Hexactinellida أيضا تعرف “الزجاج الأسفنج.” بينما spicules الأسفنج الزجاج تتكون أساسا من السليكا، وقد ثبت أن السيليكا غالباً ما يحتوي على مصفوفة عضوية تتألف من أما الكولاجين 17،18 أو كيتين 19،20 , 21-هذه المصفوفة العضوية دوراً هاما في السليكا بيومينيراليزيشن 18،20. وعلاوة على ذلك، في بعض سبيكوليس المصفوفة العضوية أيضا بمثابة قالب بيومينيراليزيشن من الكالسيوم 22. بالإضافة إلى توزع داخل السيليكا، يمكن أيضا أن تشكل مصفوفة العضوية طبقات متميزة بتقسيم السليكا سبيكولي إلى lamellae متحدة المركز، أسطواني 6،23. وقد ثبت أن هذا الهيكل رقائقي متحدة المركز، ويمكن أن تؤثر على spicules تشوه السلوك 6،،من78،24،25،26 . ونتيجة لذلك، الخصائص الميكانيكية spicules تتحدد بواسطة مزيج من الكيمياء بهم (أي.، التركيب الكيميائي لمركب البروتين السليكا) و الهندسة المعمارية على 27. التركيب الكيميائي والهندسة المعمارية من الزجاج الأسفنج spicules لا تزال قيد التحقيق 24،،من2829.
هي أكثر من سبيكوليس في أسبيرجيلوم هاء- عزز معا على شكل قفص الهيكل العظمى قاسية. ومع ذلك، هناك في قاعدة الهيكل العظمى خصل لفترة طويلة جداً (إيتش وان زيرو سم) سبيكوليس المعروف باسم سبيكوليس مرساة (انظر الشكل 2أ). ونحن تصف البروتوكول لإجراء الاختبارات الانحناء ثلاث نقاط على مقاطع صغيرة من spicules الارتساء.
في الخطوة 1 من البروتوكول، يرد وصف للإجراءات لتجميع ومحاذاة العناصر المكونة لجهاز اختبار الميكانيكية مبنية خصيصا. الخطوتين 2 و 4 من البروتوكول بتوفير إرشادات لتوليد البيانات المعايرة المستخدمة لحساب القوات وعمليات التشريد في اختبار الانحناء. يتم وصف الخطوات المتخذة لإعداد قسم من سبيكولي ويتصاعد إلى المباراة اختبار في الخطوة 3. ويرد الإجراء المتعلق بإجراء اختبار الانحناء على المقطع سبيكولي في الخطوة 5. وأخيراً، في قسم النتائج ممثلة معايرة البيانات التي تم الحصول عليها في الخطوات من 2 و 4 وتستخدم جنبا إلى جنب مع بيانات اختبار الانحناء التي تم الحصول عليها في الخطوة 5 لحساب و .
الشكل 2: إجراءات تمزيقها وتفتيش سبيكوليس أسبيرجيلوم هاء-– (أ) الهيكل العظمى هاء-أسبيرجيلوم. ويرد خصل spicules مرساة قائما في قاعدة الهيكل العظمى. شريط مقياس. ~ 25 مم (ب) سبيكولي مذيع واحد يقام في مكان على شريحة مجهر استخدام فرشاة سابل 00000 # أحمر ومقطوع باستخدام شفرة حلاقة. شريط مقياس. ~ 12 مم (ج) وضع قسم من سبيكولي أسبيرجيلوم هاء- عبر الخندق على المسرح عينة. يتم تمييز حواف الخندق والخندق ريدج في البط البري والبرتقالي، على التوالي. يتم الضغط سبيكولي ضد ريدج خندق التأكد من أن على محور عمودي على حواف الخندق. (د) صورة مجهرية من سبيكولي يقوم بتمرير إجراء التفتيش هو موضح في الخطوة 3، 4 من البروتوكول، التي توضح هذه المقالة كيفية تحديد ما إذا كان مقطع سبيكولي معطوب ويجب أن يتم تجاهل. (ﻫ) صورة مجهرية من سبيكولي التي تحتوي على العديد من الشقوق وأجزاء كبيرة من طبقات السليكا التي سوف تفشل في إجراء التفتيش هو موضح في الخطوة 3، 4 من البروتوكول في عداد المفقودين. تغيير حجم أشرطة = 250 ميكرومتر (ج) و 100 ميكرومتر (د) و 100 ميكرومتر (ه). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
Protocol
Representative Results
Discussion
عدة خطوات للبروتوكول تكتسي أهمية خاصة لضمان أن القوات وعمليات التشريد تقاس بدقة. في حين أن بعض هذه الخطوات الحاسمة عالمية لجميع الاختبارات الانحناء ثلاث نقاط، الآخرين فريدة من نوعها لهذا الجهاز اختبار الميكانيكية.
في الخطوة 1، 2 من البروتوكول هو تنظيف مرآة ليرة لب?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
هذا العمل كان تدعمها “المؤسسة الوطنية للعلوم” [ميكانيكا المواد وبرنامج الهياكل، منح رقم 1562656؛ والجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين [جائزة المحقق الشاب هايثورنثويتي].
Materials
| TMC 36" x 48" isolation table with 4" CleanTop breadboard | TMC | 63-563 | Isolation Table |
| Diffeential Screw Adjuster | Thorlabs | DAS110 | For stage leveling plate |
| 1" Travel Micrometer Head with 0.001" Graduations | Thorlabs | 150-801ME | For stage leveling plate |
| Right-Angle Bracket for PT Series Translation Stages, 1/4"-20 Mounting Holes | Thorlabs | PT102 | For microscope mount |
| 1" Dovetail Translation Stage, 1/4"-20 Taps | Thorlabs | DT25 | For microscope mount |
| 1" Translation Stage with 1/4"-170 Adjustment Screw, 1/4"-20 Taps | Thorlabs | PT1B | For microscope mount |
| 12" Length, Dovetail Optical Rail | Edmund Optics | 54-401 | For microscope mount |
| 2.5" Width, Dovetail Carrier | Edmund Optics | 54-404 | For microscope mount |
| 0.5" Width, Dovetail Carrier | Edmund Optics | 54-403 | For microscope mount |
| InfiniTube Mounting C-Clamp with ¼-20 | Edmund Optics | 57-788 | Microscope component |
| Standard (with no In-Line Attachment), InfiniTube | Edmund Optics | 56-125 | Microscope component |
| Standard In-Line Attachment (Optimized at 2X-10X), InfiniTube | Edmund Optics | 56-126 | Microscope component |
| Mitutoyo/Achrovid Objective Adapter (M26 to M27) | Edmund Optics | 53-787 | Microscope component |
| 5X Infinity Achrovid Microscope Objective | Edmund Optics | 55-790 | Microscope component |
| 0.316" ID, Fiber Optic Adapter SX-6 | Edmund Optics | 38-944 | Microscope component |
| ¼" x 36", Flexible Fiber Optic Light Guide | Edmund Optics | 42-347 | Microscope component |
| 115V, MI-150 Fiber Optic Illuminator w/IR Filter and Holder | Edmund Optics | 55-718 | Microscope component |
| Allied Vision Manta G-223 2/3" Color CMOS Camera | Edmund Optics | 88-452 | Microscope component |
| Power Supply for Manta/ Guppy Pro/ Stingray/ Pike | Edmund Optics | 68-586 | Microscope component |
| 1/4" Travel Single Axis Translation Stage | Thorlabs | MS1S | FODS micrometer |
| Analog Reflectance Dependent Fiber Optic Displacement Sensor | Philtec | D20 | FODS |
| 30V, 3A DC Power Supply | Agilent | U8001A | Power supply for DAQ and FODS |
| 14-Bit, 48 kS/s Low-Cost Multifunction DAQ | National Instruments | USB-6009 | DAQ for FODS |
| Three Axis Motorized Translation Stage | Thorlabs | Thorlabs T25 XYZ-E/M | Translation stage |
| T-Cube DC Servo Motor Controller | Thorlabs | TDC001 | Motor controller for stage |
| T-Cube Power Supply | Thorlabs | TPS001 | Power supply for motor controller |
| National Instruments LabVIEW (2013 SP1) | National Instruments | Used for running software | |
| National Instruments LabVIEW Vision Acquisition Software (2016) | National Instruments | Used for running software | |
| Nikon Eclipse Ci-POL Main Body | MVI | MDA96000 | Polarized light microscope |
| Nikon Pi Intermediate Tube with Analyzer Slider | MVI | MDB45305 | Polarized light microscope |
| Nikon Dia-Polarizer | MVI | MDN11920 | Polarized light microscope |
| Power Cord – 7'6" | MVI | 79035 | Polarized light microscope |
| Nikon P-Amh Mechanical Stage | MVI | MDC45000 | Polarized light microscope |
| Nikon Lwd Achromat Condenser | MVI | MBL16100 | Polarized light microscope |
| Nikon LV-NBD5BD-CH Manual Quint Nosepiece ESD | MVI | MBP60125 | Polarized light microscope |
| Nikon C-TF Trinocular Tube F | MVI | MBB93100 | Polarized light microscope |
| Nikon CFI 10X Eyepiece FN 22mm NC | MVI | MAK10110 | Polarized light microscope |
| Nikon TU Plan Flour BD 10x Objective | MVI | MUE42100 | Polarized light microscope |
| Venus Flower Basket Sponge | Denis Brand | N/A | Sponge skeleton |
| 3.5X Headband Flip-Up Magnifier | McMaster Carr | 1490T5 | Used for spicule sectioning |
| Ø1" Silicon Wafer, Type P / <100> | Ted Pella | 16011 | Used for load point mirror |
| Low Lint Tapered Tip Cotton Swab | McMaster Carr | 71035T31 | Used for cleaning LP mirror |
| Rubber grip precision knife | McMaster Carr | 35575A68 | Used for sectioning spicules |
| Microscope Slides, frosted end, 75 x 25 x 1mm | Ted Pella | 260409 | Used for sectioning spicules |
| Sable Brushes, #00000, 0.08mm W x 4.0mm L | Ted Pella | 11806 | Used for handling spicules |
| PELCO Pro High Precision Tweezers, extra fine tips, superior finish | Ted Pella | 5367-5NM | Used for handling spicules |
| Dual Axis Linear Scale Micrometer | Edmund Optics | 58-608 | Used for calibrating the microscopes |
| FLEX-A-TOP FT-38 CAS | ESD Plastic Containers | FT-38-CAS | Used for storing spicules |
| Plastic Vial Bullseye Level | McMaster Carr | 2147A11 | Used for leveling the stage |
| Analytical Balance | Mettler Toledo | MS105DU | Used to mass calibration weights |
Riferimenti
- Wegst, U. G., Bai, H., Saiz, E., Tomsia, A. P., Ritchie, R. O. Bioinspired structural materials. Nat. Mater. 14 (1), 23-36 (2015).
- Meyers, M. A., McKittrick, J., Chen, P. Y. Structural biological materials: critical mechanics-materials connections. Science. 339 (6121), 773-779 (2013).
- Bodde, S. G., Meyers, M. A., McKittrick, J. Correlation of the mechanical and structural properties of cortical rachis keratin of rectrices of the Toco Toucan (Ramphastos toco). J. Mech. Behav. Biomed. Mater. 4 (5), 723-732 (2011).
- Gibson, L. J. The hierarchical structure and mechanics of plant materials. J. R. Soc. Interface. , (2012).
- Monn, M. A., Kesari, H. A new structure-property connection in the skeletal elements of the marine sponge Tethya aurantia that guards against buckling instability. Sci. Rep. 7, (2017).
- Monn, M. A., Weaver, J. C., Zhang, T., Aizenberg, J., Kesari, H. New functional insights into the internal architecture of the laminated anchor spicules of Euplectella aspergillum. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 112 (16), 4976-4981 (2015).
- Monn, M. A., Kesari, H. Enhanced bending failure strain in biological glass fibers due to internal lamellar architecture. J. Mech. Behav. Biomed. Mater. , (2017).
- Levi, C., Barton, J. L., Guillemet, C., Bras, E., Lehuede, P. A remarkably strong natural glassy rod: the anchoring spicule of the Monorhaphis sponge. J. Mater. Sci. Letters. 8 (3), 337-339 (1989).
- Kesari, H., Doll, J. C., Pruitt, B. L., Cai, W., Lew, A. J. Role of surface roughness in hysteresis during adhesive elastic contact. Philos. Mag. Lett. 90 (12), 891-902 (2010).
- Croisier, F., et al. Mechanical testing of electrospun PCL fibers. Acta Biomater. 8 (1), 218-224 (2012).
- Haque, M. A., Saif, M. T. A review of MEMS-based microscale and nanoscale tensile and bending testing. Exp. Mech. 43 (3), 248-255 (2003).
- Gudlavalleti, S. . Mechanical testing of solid materials at the micro-scale. , (2002).
- Tohmyoh, H., Ishihara, M., Akanda, M. S., Yamaki, S., Watanabe, T., Iwabuchi, T. Accurate determination of the structural elasticity of human hair by a small-scale bending test. J. Biomech. 44 (16), 2833-2837 (2011).
- Waters, J. F. . Contact mechanics of biologically-inspired interface geometries. , (2009).
- Dai, Z., Gorb, S. N., Schwarz, U. Roughness-dependent friction force of the tarsal claw system in the beetle Pachnoda marginata (Coleoptera, Scarabaeidae). J. Exp. Biol. 205 (16), 2479-2488 (2002).
- Tramacere, F., Kovalev, A., Kleinteich, T., Gorb, S. N., Mazzolai, B. Structure and mechanical properties of Octopus vulgaris suckers. J. R. Soc. Interface. 11 (91), (2014).
- Ehrlich, H., et al. Nanostructural organization of naturally occurring composites: Part I. Silica-Collagen-based biocomposites. J. Nanomater. 53, (2008).
- Ehrlich, H., et al. Mineralization of the meter-long biosilica structures of glass sponges is templated on hydroxylated collagen. Nat. Chem. 2, 1084-1088 (2010).
- Ehrlich, H., et al. First evidence of the presence of chitin in skeletons of marine sponges. Part II. Glass sponges (Hexactinellida: Porifera). J. Exp. Zoo. 308 (4), 473-483 (2007).
- Ehrlich, H. Chitin and collagen as universal and alternative templates in biomineralization. Int. Geol Rev. 52, 661-699 (2010).
- Ehrlich, H., et al. Supercontinuum generation in naturally occurring glass sponge spicules. Adv. Opt. Mater. 4 (10), 1608-1613 (2016).
- Ehrlich, H., et al. Calcite reinforced silica-silica joints in the biocomposite skeleton of deep-sea glass sponges. Adv. Funct. Mater. 21, 3473-3481 (2011).
- Werner, P., Blumtritt, H., Zlotnikov, I., Graff, A., Dauphin, Y., Fratzl, P. Electron microscope analyses of the bio-silica basal spicule from the Monorhaphis chuni sponge. J. Struct. Biol. 191 (2), 165-174 (2015).
- Kolednik, O., Predan, J., Fischer, F. D., Fratzl, P. Bioinspired Design Criteria for Damage-Resistant Materials with Periodically Varying Microstructure. Adv. Funct. Mater. 21 (19), 3634-3641 (2011).
- Weaver, J. C., et al. Unifying design strategies in demosponge and hexactinellid skeletal systems. J. Adhes. 86 (1), 72-95 (2010).
- Walter, S. L., Flinn, B. D., Mayer, G. Mechanisms of toughening of a natural rigid composite. Mater. Sci. Eng. C. 27 (3), 570-574 (2007).
- Ehrlich, H. Silica biomineralization in Sponges. Encyclopedia of Geobiology. , 796-808 (2011).
- Zlotnikov, I., Werner, P., Fratzl, P., Zolotoyabko, E. Eshelby Twist as a possible source of lattice rotation in a perfectly ordered protein/silica structure grown by a simple organism. Small. 11 (42), 5636-5641 (2015).
- Zlotnikov, I., et al. A perfectly periodic three-dimensional protein/silica mesoporous structure produced by an organism. Adv. Mater. 26 (11), 1682-1687 (2014).
- Gere, J. M., Timoshenko, S. P. Chapter 5: Stresses in Beams. Mechanics of materials. , 205-217 (1997).
- Baratta, F. I., Matthews, W. T., Quinn, G. D. . Errors associated with flexure testing of brittle materials. , (1987).
- Quinn, G. D., Sparenberg, B. T., Koshy, P., Ives, L. K., Jahanmir, S., Arola, D. D. Flexural strength of ceramic and glass rods. J. Test. Eval. 37 (3), 1-23 (2009).
- Tattersall, H. G., Tappin, G. The work of fracture and its measurement in metals, ceramics and other materials. J. Mater. Sci. 1 (3), 296-301 (1966).
