Perlmutt

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

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 fünf Prozent 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 in der Modifikation Aragonit vorliegt. Diese Aragonitplättchen sind lateral (in der Schalenebene) in Schichten und vertikal in Stapeln angeordnet. Zwischen den einzelnen Plättchen befindet sich lateral und vertikal die sogenannte organische Matrix.<ref>Katharina Gries: Untersuchungen der Bildungsprozesse und der Struktur des Perlmutts von Abalonen. Dissertation, Universität Bremen, 2011 [1] (PDF; 25,4 MB)</ref>

Organische Matrix

Die organische Matrix ist für das Wachstum und die mechanischen Eigenschaften im Perlmutt verantwortlich. Der Aufbau und die Rolle der organischen Matrix während des Perlmuttwachstums wird intensiv erforscht.<ref>Yael Levi-Kalisman et al.: Structure of the nacreous organic matrix of a bivalve mollusk shell examined in the hydrated state using cryo-TEM. Journal of Structural Biology, Band 135, Nr. 1, Juli 2001, S. 8–17 doi:10.1006/jsbi.2001.4372</ref> Üblicherweise wird sie in die wasserunlösliche und wasserlösliche Matrix unterteilt, je nachdem, wie sich die organischen Anteile nach dem Demineralisieren des Perlmutts verhalten.

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 aus Chitin. Dieses Chitin ist beidseitig mit verschiedenen Proteinen belegt, darunter Seiden-Fibroin.<ref>Ellen C. Keene, John S. Evans und Lara A. Estroff: Silk fibroin hydrogels coupled with the n16N−β-chitin complex: An in vitro organic matrix for controlling calcium carbonate mineralization. In: Crystal Growth & Design, Band 10, Nr. 12, 2010, S. 5169–5251</ref> Die intertabulare Matrix, welche sich seitlich zwischen den Plättchen befindet, besteht vermutlich aus Kollagen 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 Calciumcarbonat haben.

Optische Eigenschaften

Die Schichtstrukturen sind in der Größenordnung der Wellenlänge des sichtbaren Lichtes. Da an jeder Schicht ein Teil des einfallenden weißen Lichts transmittiert 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). Wird das Perlmutt im Licht bewegt, scheint es daher bunt zu schillern (irisieren).

Mechanische Eigenschaften

Perlmutt ist ein typisches Verbundmaterial, das 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 Perlmuscheln 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 zur Herstellung von Schmuck verwendet. Für hochwertige Hemden und Blusen werden häufig Knöpfe aus Perlmutt verwendet. In der nordthüringischen Stadt Bad Frankenhausen gab es im 19. Jahrhundert eine blühende Perlmuttknopfherstellung.

Zur Verzierung von Möbeln und Holzschachteln (Intarsien) wurden neben Furnieren aus Edelhölzern auch Plättchen aus Perlmutt angewandt. Eine große Rolle spielt Perlmutt in der chinesischen Lackkunst.

Beim Bau hochwertiger Musikinstrumente findet Perlmutt heute noch Anwendung. Zum Beispiel wird es beim Bau von Gitarren und Bässen als Griffbretteinlage zur Orientierung der Bünde eingesetzt – sogenannte „Inlays“ in Form von Blocks oder Punkten. Zusätzlich wirkt das Instrument dadurch edler.

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 schwer genug ist, um es mit der Rute samt Angelleine weit (genug) hinaus in den See oder das Meer zu befördern.

Perlmutt ist als Material zur Herstellung von Löffeln von Vorteil, weil es in Berührung mit Eiern oder Kaviar geschmacksneutral ist.

Es wird untersucht, ob sich künstlich hergestelltes Perlmutt als korrosionsbeständige Schutzschicht auf Schiffsrümpfen eignet.

Weblinks

• V. B. Gerritsen (proteinspotlight): String of intrusion, engl., eingesehen am 14. September 2012

Einzelbelege

<references />