生物礦化(已修改)
2025-01-06 06:41 本頁面
【正文】 材料液相制備技術(shù) 生物礦化 郭中滿等 (2023) 利用含有正硅酸乙酯 (TEOS) 的植物營養(yǎng)液每天澆灌蘆薈 ( Aloe vera) 2 次 ,每次 300 mL ,圖 1 (A) 。另一株作為對照株 ,圖 1 (B) ,用普通的植物營養(yǎng)液澆灌 ,培養(yǎng) 1 個月后成功借助蘆薈葉外表皮細(xì)胞壁模板生物礦化合成了針狀納米結(jié)構(gòu) SiO2 晶體。 1 什么是生物礦化？ 腎結(jié)石 生物成礦作用與生物礦物作用 2 生物礦化的機(jī)理 3 生物礦化在材料制備中的應(yīng)用 碳酸鈣仿生合成 粉體形貌控制 單分子膜誘導(dǎo)生物礦化生長 仿生木材納米結(jié)構(gòu)材料 生物礦化概念 ? 貝殼是一種較典型的生物材料 , 具有殼薄、重量輕、強(qiáng)度大等優(yōu)異的機(jī)械性能 ,這必定與其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。 鮑魚的貝殼主要由 CaCO3和少量的生物大分子構(gòu)成 ,其硬度是 CaCO3 晶體的 2 倍 , 韌性高達(dá) CaCO3 晶體的 1 000 倍。 ? 貝殼有三層結(jié)構(gòu) , 外層為角質(zhì)層 , 中層為棱柱層 , 內(nèi)層為珍珠層。 貝殼 蚌殼生物礦化機(jī)制的研究包括 :物質(zhì)輸運(yùn)方式、形核機(jī)理、生長模式和晶體學(xué)排列四方面內(nèi)容。蚌殼珍珠層生長層的 SEM 觀察 (圖 1) 表明 :蚌殼珍珠層以多螺旋臺階錐模式進(jìn)行生長 ,且左螺旋和右螺旋共存。由于存在大量的臺階 ,這就為珍珠層文石板片的形核提供了有利位置 ,從而在臺階上擇優(yōu)形核。在珍珠層生長層內(nèi)存在大量孔徑為 1μm 左右的“隧道結(jié)構(gòu)” ,顯然這些內(nèi)部隧道可作為珍珠層生長進(jìn)行物質(zhì)輸運(yùn)的通道 ,從而為內(nèi)部文石板片的進(jìn)一步長大完善提供原料。 :棱柱層以臺階錐模式進(jìn)行生長 ,且整個處于生長中的臺階錐浸沒在膠體狀物質(zhì)中 ,該膠體狀物隨著棱柱層的生長逐漸被吸收 ,可見它直接為棱柱層的生長提供了原料。 螺旋結(jié)構(gòu)與物質(zhì)運(yùn)輸 棱柱層的多種形式 珍珠層的規(guī)則結(jié)構(gòu) 不同貝殼的不同珍珠層結(jié)構(gòu) 珍珠層與棱柱層的過渡帶顯微結(jié)構(gòu) 圖 1 (a)是珍珠層橫斷面的 SEM 照片 , 其為疊片狀結(jié)構(gòu) , 每個疊片狀的厚度約為 , 長度約 2微米 , 排列得十分致密有序。圖 1 (b ) 是珍珠層表面的 SEM 照片 , 為形狀不規(guī)則的圓片。結(jié)合表面和斷面的照片分析 , 珍珠層是由厚度約 15Lm、直徑約 2Lm 的圓片疊在一起 , 用膠質(zhì)物膠粘的。 圖 2(a) 是棱柱層橫斷面的 SEM 照片 , 棱柱的直徑 30～ 50微米 , 厚度約200微米。圖 2 (b) 是棱柱層表面的 SEM 照片。從圖 2 (a) (b) 可看出 , 棱柱層為大小不一、形狀有差別的六棱柱緊密排列組成的
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