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1、自組裝形成的納米材料具有優(yōu)異的化學(xué)和物理性能。事實(shí)上,自然界已為我們提供了絕好的范例,完美精致的生物材料告訴我們復(fù)雜功能的實(shí)現(xiàn)大多必然經(jīng)歷由小到大的多尺度分級(jí)有序自組織協(xié)同過(guò)程。因此,有目的的將納米材料分級(jí)自組裝為各種尺度的有序結(jié)構(gòu),可以獲得更優(yōu)異的整體的協(xié)同性質(zhì),這對(duì)于以納米材料為基礎(chǔ)而構(gòu)筑的微納米器件有著重要的意義。 羥基磷灰石(HAP)、碳酸鈣(CaCO3)是生物礦化產(chǎn)物中的重要礦物質(zhì),具有很好的骨修復(fù)和再礦化性能。本文主
2、要采用仿生的方法,分別合成了類魚眼狀、球形、半球形的難溶鈣鹽分級(jí)組裝體、花狀羥基磷灰石和球狀、片層狀、飛碟狀的碳酸鈣分級(jí)組裝體。用X射線粉末衍射(XRD)分析、掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉變換紅外吸收光譜(FT-IR)和熱重一差熱分析(TG-DTA)等手段對(duì)所得產(chǎn)物進(jìn)行表征。并且所制備的仿生礦物質(zhì)在生物學(xué)方面表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景。 本論文的主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾方面: (1)概述了自組裝的研究意義、分類、主要特征和
3、機(jī)理:介紹了本論文的選題背景和主要研究?jī)?nèi)容。 (2)采用氣-液擴(kuò)散法,利用牛血清白蛋白作為有機(jī)基質(zhì),鋇離子、鎘離子和錳離子作為無(wú)機(jī)添加物,在室溫條件下分別仿生合成出了類魚眼狀、球形、半球形的難溶鈣鹽分級(jí)組裝體,利用XRD,SEM等手段對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,并對(duì)其結(jié)晶過(guò)程以及蛋白質(zhì)和二價(jià)金屬離子的協(xié)同作用對(duì)晶體形貌的影響做了初步的探討。結(jié)果表明,CaBa(CO3)2/BSA和CaMn(CO3)2/BSA的形成過(guò)程符合定向連接機(jī)理,C
4、aCd(CO3)2/BSA的形成過(guò)程符合Ostwald Ripening機(jī)理。 (3)采用氣-液擴(kuò)散法,以二價(jià)鎂離子作為晶形控制劑,仿生合成出了海膽狀的文石型碳酸鈣。以此碳酸鈣為模板,利用陰離子交換的原理,制備出了花狀羥基磷灰石,利用XRD,SEM等手段對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。通過(guò)對(duì)所得羥基磷灰石的蛋白吸附和細(xì)胞粘附實(shí)驗(yàn)分析,結(jié)果表明其具有良好的生物活性。 (4)選取絲氨酸、纈氨酸和牛血清白蛋白為基質(zhì),用氣體擴(kuò)散方法使難溶鈣
5、鹽在基質(zhì)作用下結(jié)晶,成功合成了球狀、片層狀和飛碟狀的碳酸鈣分級(jí)組裝體,并利用XRD,SEM等手段對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,最后利用飛碟狀碳酸鈣的特殊結(jié)構(gòu),對(duì)其進(jìn)行了羅丹明B的吸附和釋放實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,由于所得的飛碟狀碳酸鈣是由納米級(jí)顆粒組成的,具有較大的比表面積,因此對(duì)羅丹明B具有很好的吸附與解吸附作用,這對(duì)于藥物包囊和釋放具有很好的應(yīng)用前景。 上述研究以生物材料礦化過(guò)程的仿生合成作為研究基礎(chǔ),由于合成的仿生礦物材料大都是無(wú)機(jī)物和
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