碳酸鈣材料的仿生合成及形貌控制.pdf

1、由有機組織調(diào)制生成無機礦物這種方法為材料設(shè)計提供了一條獨特的途徑.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)計的有機大分子調(diào)控材料的晶化過程形成的.由于這些特別設(shè)計的有機大分子調(diào)控這些無機材料的成核與生長,并決定材料的力學(xué)特性,所以這些有機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,特別是在骨骼生長過程中.自然界通過有機大分子與無機物離子在界面處的相互作用的礦化機理來控制材料的結(jié)構(gòu)與形貌,從而使無機物與有機體形成具有擇優(yōu)生長取向的精美復(fù)合物.這種在自然條件下形成的復(fù)合物是在一般實驗條件下所不能合成的.碳酸鈣作為一種非常重要的無機材料,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性能.所以本文的重點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大分子作為模板劑來調(diào)控碳酸鈣材料的晶型及形貌.我們系統(tǒng)地分析了各種實驗參數(shù),例如溶液的PH值、有機大分子的濃度、碳酸鈣的濃度、環(huán)境溫度、陳化時間等對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,并對這類材料的礦化機理進行了