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Interdigitating biocalcite dendrites form a 3-D jigsaw structure in brachiopod shells

Goetz, Andreas J. und Steinmetz, David R. und Griesshaber, Erika und Zaefferer, Stefan und Raaber, Dierk und Kelm, Klemens und Irsen, Stephan und Sehrbrock, Angelika und Schmahl, Wolfgang W. (2011) Interdigitating biocalcite dendrites form a 3-D jigsaw structure in brachiopod shells. Acta Biomaterialia, 7, Seiten 2237-2243. Elsevier. DOI: [10.1016/j.actbio.2011.01.035]. ISSN 1742-7061.

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Offizielle URL: http://www.sciencedirect.com/science/journal/17427061

Kurzfassung

We report a newly discovered dense microstructure of dendrite-like biocalcite that is formed by marine organisms. High spatial resolution electron backscatter diffraction (EBSD) was carried out under specific analytical conditions (15 and 10 kV) on the primary layer of the modern brachiopod Gryphus vitreus. The primary layer of modern brachiopods, previously termed nanocrystalline, is formed by an array of concave/ convex calcite grains with interdigitated recesses and protrusions of abutting crystals without any cavities in or between the dendrites. The interface topology of this structure ranges from a few tens of nanometres to tens of micrometres, giving a nanoscale structure to the material fabric. The dendritic grains show a spread of crystallographic orientation of several degrees and can thus be referred to as mesocrystals. Individual dendritic mesocrystals reach sizes in one dimension larger than 20 lm. The preferred crystallographic orientation is similar in the primary and adjacent fibrous shell layers, even though these two layers show completely different crystal morphologies and grain boundary topologies. This observation indicates that two separate control mechanisms are active when the primary and the fibrous shell layers are formed. We propose a growth model for the interdigitated dendritic calcite grain structure based on a precursor of vesicles filled with amorphous calcium carbonate (ACC).

Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Interdigitating biocalcite dendrites form a 3-D jigsaw structure in brachiopod shells
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Goetz, Andreas J.GeoBioCenter LMU and Dept. of Ear th and Environmental Sciences, LMU Munich, Germany
Steinmetz, David R.MPIE, Düsseldorf
Griesshaber, ErikaGeoBioCenter LMU and Dept. of Ear th and Environmental Sciences, LMU Munich, Germany
Zaefferer, StefanMPIE, Düsseldorf
Raaber, DierkMPIE, Düsseldorf
Kelm, KlemensDLR, Köln
Irsen, StephanForschungszentrum Stiftung caesar, Bonn
Sehrbrock, AngelikaForschungszentrum Stiftung caesar, Bonn
Schmahl, Wolfgang W.GeoBioCenter LMU and Dept. of Ear th and Environmental Sciences, LMU Munich, Germany
Datum:1 April 2011
Erschienen in:Acta Biomaterialia
Referierte Publikation:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:7
DOI :[10.1016/j.actbio.2011.01.035]
Seitenbereich:Seiten 2237-2243
Verlag:Elsevier
ISSN:1742-7061
Status:veröffentlicht
Stichwörter:High-resolution EBSD Brachiopod primary layer texture Interdigitated/interlinked dendritic microstructure Hybrid composite biomateria Nacre
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Starrflügler
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Starrflüglerforschung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Strukturen & Werkstoffe
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Leitungsbereich
Hinterlegt von: Klemens Kelm
Hinterlegt am:11 Apr 2011 14:53
Letzte Änderung:26 Feb 2013 15:05

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