Perlmutt

  Die innerste Schalenschicht (Hypostracum) schalenbildender Mollusken wird als Perlmutt (Perlmutter) bezeichnet. Das Biomineral Perlmutt ist ein Verbundmaterial aus Calciumcarbonat und organischem Material. Das Material dient den Tieren als Schutz gegen Fressfeinde. Aufgrund seiner optischen Eigenschaften (schillern) findet es in Kunstgegenständen wie z.B. Schmuck Verwendung.

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Vorkommen

Perlmutt wird von vielen Mollusken, wie Perlmuscheln, Kreiselschnecken (Trochidae), Turban- oder Rundmundschnecken (Turbinidae), den Seeohren (Haliotis), sowie dem Perlboot (auch Nautilus oder Burgos genannt) gebildet. Die Farben des Perlmutts unterscheiden sich je nach Spezies und geographischer Herkunft.

Aufbau

  Perlmutt besteht zu über 95 % aus dem Mineral Calciumcarbonat (Massenanteil) und bis zu 5% aus organischer Materie. Der mineralische Anteil ist in pseudo-hexagonalen Plättchen von 5-15 µm Durchmesser und 0.5 µm Höhe angeordnet, wobei das Calciumcarbonat im Polymorph Aragonit vorliegt. Diese Plättchen sind in lateral (in der Schalenebene) in Schichten und vertikal in Stapeln angeordnet. Zwischen den einzelnen Plättchen befindet sich lateral und vertikal die sogenannte organische Matrix.

organische Matrix

Die organische Matrix ist für das Wachstum und die mechanischen Eigenschaften im Perlmutt verantwortlich. Üblicherweise wird sie in die wasserlösliche und wasserunlösliche Matrix unterteilt, je nachdem, wie sich die organischen Anteile nach dem Demineralisieren des Perlmutts verhalten. Der Aufbau und die Rolle der organischen Matrix, während der Perlmuttwachstums ist gegenwärtig ein intensiver Forschungsgegenstand.

Die wasserunlösliche Matrix ist das Material, welches sich vertikal (interlamellare Matrix) und lateral (intertabulare Matrix) zwischen den Plättchen befindet. Die interlamellare Matrix hat eine Dicke von ca 30-50 nm und besitzt einen Kern auch Chitin. Dieses Chitin ist beidseitig mit verschiedenen Proteinen belegt, darunter Seiden - Fibroin. Die intertabulare Matrix, welche sich seitlich zwischen den Plättchen befindet, besteht vermutlich aus Collagen oder einem Protein mit ähnlicher Aminosäurezusammensetzung.

Die wasserlösliche Matrix besteht aus einer Reihe (> 10) von Proteinen, welche teilweise einen starken Einfluss auf die Kristallisation von Calciumkarbonat haben.

Optische Eigenschaften

Die Schichtstrukturen sind in der Größenordnung der Wellenlänge des sichtbaren Lichtes. Da an jeder Schicht ein Teil des einfallenden weißen Lichts durchgelassen und ein Teil reflektiert wird, kommt es zur Interferenz: Einfallende und reflektierte Lichtstrahlen überlagern sich so, dass bestimmte Anteile des Spektrums des weißen Lichts gelöscht werden und, je nach Blickwinkel, unterschiedliche Farbtöne übrig bleiben (s. a. Bragg-Gleichung). Bewegt man das Perlmutt, scheint es daher bunt zu schillern.

Mechanische Eigenschaften

Perlmutt ist ein typisches Verbundmaterial, welches man sich modellhaft ähnlich wie eine Ziegelsteinmauer vorstellen kann. Bedingt durch das organische Material („Mörtel“) zwischen den harten, aber brüchigen Aragonit - Plättchen („Ziegel“), können sich Risse nur unter hohem Energieaufwand ausbreiten.

Anwendungen

  Die geschliffenen und polierten Schalen der Perlaustern waren ein gängiges Währungsmaterial z. B. in der polynesischen Welt. Noch heute haben sie dort vereinzelt einen derartigen Stellenwert. Eine andere Währungsform waren die Perlmutt-Chips in vielen europäischen Casinos bis Ende des 19. Jahrhunderts. Perlmutt wird wegen seiner irisierenden optischen Eigenschaften seit langer Zeit auch zur Herstellung von Schmuck verwendet. Früher waren Fischköder aus Perlmutt in Gebrauch. Das prismatische Schimmern täuschte vielen Raubfischarten erfolgreich einen kleinen Leckerbissen vor. Zudem mochten Angler diese Perlmutt-Köder, da Perlmutt gewichtig genug ist, um es mit der Rute samt Angelleine weit (genug) hinaus in den See oder das Meer zu befördern. Beim Bau hochwertiger Musikinstrumente findet Perlmutt auch heute noch breite Anwendung. Auch zur Verzierung von Möbeln und Holzschachteln (Intarsie) wurden neben Furnieren aus Edelhölzern ebenfalls Plättchen aus Perlmutt angewandt. Eine große Rolle spielt Perlmutt auch in der chinesischen Lackkunst. Des Weiteren wird Perlmutt beim Bau von Gitarren und Bässen verwendet. In diesem Falle wird es als Griffbretteinlage zur Orientierung der Bünde eingesetzt, sogenannte "Inlays" in Form von Blocks oder Punkten. Zusätzlich wirkt das Instrument dadurch edler.

Es wird auch untersucht, ob sich künstlich hergestelltes Perlmutt als korrosionsbeständige Schutzschicht auf Schiffsrümpfen eignet. Für hochwertige Hemden und Blusen werden häufig Knöpfe aus Perlmutt verwendet. Perlmutt ist als Material zur Herstellung von Löffeln von Vorteil, weil es in Berührung mit Eiern oder Kaviar geschmacksneutral ist.