碳酸鈣材料的仿生合成及形貌控制.pdf

1、由有機(jī)組織調(diào)制生成無(wú)機(jī)礦物這種方法為材料設(shè)計(jì)提供了一條獨(dú)特的途徑.這些生物材料具有以往材料所不具備的奇異、精美的形貌.從結(jié)構(gòu)上分析,這些生物材料是與有機(jī)大分子緊密結(jié)合的復(fù)合材料,并具有從納米至毫米尺寸分布的多級(jí)結(jié)構(gòu).通常這些材料在溫和的自然環(huán)境下,通過特別設(shè)計(jì)的有機(jī)大分子調(diào)控材料的晶化過程形成的.由于這些特別設(shè)計(jì)的有機(jī)大分子調(diào)控這些無(wú)機(jī)材料的成核與生長(zhǎng),并決定材料的力學(xué)特性,所以這些有機(jī)大分子在生物材料形成過程中起著極其重要的作用.雖然

2、這些生物材料是在溫和的條件下生成的,但其具有許多優(yōu)良的力學(xué)性能,特別是在骨骼生長(zhǎng)過程中.自然界通過有機(jī)大分子與無(wú)機(jī)物離子在界面處的相互作用的礦化機(jī)理來(lái)控制材料的結(jié)構(gòu)與形貌,從而使無(wú)機(jī)物與有機(jī)體形成具有擇優(yōu)生長(zhǎng)取向的精美復(fù)合物.這種在自然條件下形成的復(fù)合物是在一般實(shí)驗(yàn)條件下所不能合成的.碳酸鈣作為一種非常重要的無(wú)機(jī)材料,在工程上具有廣泛的應(yīng)用.但碳酸鈣作為生物材料,其各項(xiàng)性能尤其是力學(xué)性能直到最近才引起了各學(xué)科的廣泛研究.碳酸鈣作為生物材

3、料,其復(fù)合特性及形貌決定著它各項(xiàng)性能.所以本文的重點(diǎn)是利用仿生合成技術(shù),合成出具有多種奇異形貌的碳酸鈣材料.我們根據(jù)生物礦化的基本原理,選取多種能與碳酸鈣晶體相互作用的有機(jī)大分子作為模板劑來(lái)調(diào)控碳酸鈣材料的晶型及形貌.我們系統(tǒng)地分析了各種實(shí)驗(yàn)參數(shù),例如溶液的PH值、有機(jī)大分子的濃度、碳酸鈣的濃度、環(huán)境溫度、陳化時(shí)間等對(duì)碳酸鈣粒子形貌及大小的影響,合成出了一系列具有奇異形貌的碳酸鈣材料,豐富了碳酸鈣形貌的種類,并對(duì)這類材料的礦化機(jī)理進(jìn)行了