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碱式氯化镁晶须作纸张填料
晶须是指以单晶形式生长的形状类似短纤维,而尺寸远小于短纤维的须状单晶体.真正意义上的晶须是指可以生长成单晶体结构的微纤维,其长径比应大于10.
作者单位：
天津科技大学,天津,300222
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万方数据电子出版社无定形碳酸钙在生物矿化中的模板作用--《中国化学会第29届学术年会摘要集——第33分会：纳米材料合成与组装》2014年
无定形碳酸钙在生物矿化中的模板作用
【摘要】：自被发现与研究以来,无定形碳酸钙在生物矿化中的作用通常被认为是作为向晶态碳酸钙转化的前驱体和碳酸钙的存储形式。[1]近年来,对无定形碳酸钙在生物体内和实验室条件中向晶态的具体转化过程的研究也是该领域的核心问题之一。[2]在用Kitano法合成一种超细超长单晶碳酸钙纳米线的过程中我们发现,部分结晶的无定形碳酸钙首先沉积在纳米线生长端面,随着结晶化过程的进行,无定形部分或稳定剂被逐渐排出到纳米线结晶核心的外部,并形成一层无定形的保护层。这层保护层可发挥自限制模板的作用,即阻止溶液中的自由离子对或者无定形碳酸钙小液滴在纳米线侧壁上的沉积,进而阻止碳酸钙纳米线的径向生长。这种稳定的无定形碳酸钙层在生物体内也有发现[3],因此应当重新考虑无定形碳酸钙在塑造生物矿物形貌中的作用。[4]
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：O614.231【正文快照】：
无定形碳酸钙在生物矿化中的模板作用@茅瓅波$中国科学技术大学化学系!安徽省合肥市金寨路230026
@俞书宏$中国科学技术大学化学系!安徽省合肥市金寨路230026自被发现与研究以来,无定形碳酸钙在生物矿化中的作用通常被认为是作为向晶态碳酸钙转化的前驱体和碳酸钙的存储形
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京公网安备75号一种新型无机矿物微纤维在水泥基复合材料中的应用--《高强与高性能混凝土及其应用——第七届全国高强与高性能混凝土学术交流会论文集》2010年
一种新型无机矿物微纤维在水泥基复合材料中的应用
【摘要】：碳酸钙晶须是以单晶形式生长的形状类似于短纤维,而尺寸远小于短纤维的须状单晶体,其力学性能出色、耐久性好、生产成本低,而且具有较高长径比,是一种理想的新型无机矿物微纤维。本文用XRD,RDF,SEM/EDS等方法对其进行了物相分析和表征,并首次将该晶须作为微纤维增强体掺入水泥基复合材料,研究了不同碳酸钙晶须掺量对基体材料各种性能的影响,结果显示增强增韧效果显著。对碳酸钙晶须在水泥基复合材料领域的应用进行了分析和展望,并对该技术今后的研究及发展提出了建议。
【作者单位】：
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【分类号】：TU528【正文快照】：
引言作为当前最为重要的工程材料之一，水泥基复合材料在房屋建筑、道桥结构、能源开发以及国防工程等诸多重要领域都得到了广泛应用。面对如何克服水泥材料的所存在的脆性大、易开裂等缺陷时，很多科研工作者都趋向于“新型水泥基复合材料的主要特点是高强度、高密实性，以
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京公网安备75号蛋白质单层膜调控下碳酸钙的仿生矿化和生长机制研究--《河南大学》2009年博士论文
蛋白质单层膜调控下碳酸钙的仿生矿化和生长机制研究
【摘要】：
生物矿化研究的一个重要方面是模拟生物矿化过程,详细了解生物矿化中模板诱导结晶有关的有机-无机界面相互作用,其目的是研究自然现象如骨、牙和贝壳的形成原理和机制,帮助科学家和工程师应用仿生手段来发展新型材料,如复合材料和用于医学、化学、光学和电子学的涂层材料。虽然在这些方面取得了一些进展,但在界面控制晶体生长的取向、相态和形貌的能力仍是有限的。究其原因,我们认为生物矿化是一个非常复杂的过程,并不是一种简单因素控制生物矿化的形成,用数学语言来讲,生物矿化过程是多元函数,受多个变量的影响,难于全面的掌控；另外,在对模拟生物矿化过程中,所用的来替代基质大分子的模型分子和生物矿化的基质生物大分子相差甚远。
近几年,利用单层膜诱导无机矿物生长的方法模拟生物矿化研究成为一个热门课题。为了研究有机-无机界面作用,调控模板诱导晶体的成核和生长,需要一个简单的界面模型。在这个思想指导下,铺展在空气-液体界面上巧妙设计的不溶性两亲分子的Langmuir单层膜提供了一个平面二维模板,可以用来模拟生物体内有机基质形成的二维表面,控制晶体优先在单层膜和溶液界面上成核和生长。然而,大量研究所采用的基质模型分子除了在功能集团的种类等方面和生物基质大分子相似外,在很多方面和生物矿化过程中的基质生物大分子相差甚远,从而使得我们所得到的很多研究结论不一定和生物矿化的真实过程相一致,另外,借用生物矿化原理,利用蛋白质和无机材料之间的分子识别机制仿生制备功能材料已经成为生物矿化研究领域中的一个重要方向,因此深入理解蛋白质或多肽-无机材料之间的识别和控制机制是一个势在必行的研究课题。
基于以上问题和我们小组在该领域的研究基础,在本论文中,我们通过合理选择和巧妙设计,利用三种蛋白质作为成膜材料,采用LB方法,在气-液界面形成三种稳定的蛋白质分子膜。在对蛋白质单层膜的性质研究基础之上,以它们为基质蛋白生物矿化模型,研究了气-液界面蛋白质单层膜对碳酸钙矿化结晶过程的调控作用及它们之间的识别和控制机制。
主要研究内容如下：
1、选用模拟生物矿化常用的牛血清白蛋白为成膜材料,利用LB技术,将牛血清白蛋白在气-液界面形成稳定的单层膜。在深入研究牛血清白蛋白单层膜基础上,利用牛血清白蛋白Langmuir膜为模板,研究牛血清白蛋白单层膜控制下碳酸钙的矿化结晶过程,探究矿化时间和亚相浓度对碳酸钙矿化结晶途径、表面形貌、晶体结构和取向的影响。同时,我们对这些结构的形成机理进行了实验研究和理论分析。结果显示：亚相浓度对碳酸钙的形貌有重要的影响,在较低浓度条件下一直形成的是半球形碳酸钙颗粒,而在较高浓度条件下形成的碳酸钙的形貌随矿化结晶时间的延长经历了一个不断演变的过程,从球形到纺锤形,再到蝴蝶结形,最后形成哑铃型的碳酸钙晶体。对矿化过程的分析表明,在各个浓度条件下碳酸钙都经历了一个从无定形态到晶态的转变过程。说明蛋白质单层膜控制下碳酸钙的生长是一个多步晶化机制。为进一步证明我们的结论,我们选用了人血清白蛋白单层膜作为参照,证实了我们的结论。
2、酶蛋白作为生物活动的重要参与者,势必参与生物矿化过程。在前面研究可溶性牛血清白蛋白作用基础上,我们选用可溶性酶蛋白-胃蛋白酶-为单层膜成膜材料。利用LB技术,在详细研究胃蛋白酶单层膜基础之上,利用胃蛋白酶Langmuir膜为模板,碳酸氢钙过饱和溶液为亚相,研究了胃蛋白酶单层膜控制下碳酸钙的矿化结晶过程,深入探究了不同矿化结晶时间对碳酸钙矿化结晶途径、表面形貌、晶体结构和取向的影响。同时,我们对这些结构的形成机理进行了实验研究和理论分析。结果显示：酶蛋白单层膜对碳酸钙晶体的形貌有重要的控制作用,形成的碳酸钙晶体的形貌随时间的推进经历一个十分有趣的发展变化过程。具体如下：首先形成了半球形碳酸钙,而后形成了半球形碳酸钙的球形聚集体,之后球形颗粒聚集体转变成准六角片状聚集体。该聚集体在发展成为准六角片状颗粒,随时间的推进准六角片状颗粒演变成具有六瓣状花形结构。对碳酸钙矿化结晶方式的分析表明,胃蛋白酶控制下的碳酸钙经历从无定形态到多晶,再到单晶,最后为多晶的演变过程,是一个多步晶化过程。
3、作为上面研究的深入,为进一步研究不同可溶性蛋白作用,探究不溶性基质蛋白质的作用,我们选用和上面所用蛋白质性质不同的纤维蛋白-Ⅰ-型胶原蛋白-为单层膜成膜材料,采用LB技术方法,在详细研究Ⅰ-型胶原蛋白单层膜基础上,利用Ⅰ-型胶原蛋白Langmuir膜为模板,碳酸氢钙过饱和溶液为亚相,研究了Ⅰ-型胶原蛋白单层膜控制下碳酸钙的矿化结晶过程,深入探究了不同矿化结晶时间对碳酸钙矿化结晶途径、表面形貌、晶体结构和取向的影响。同时,我们对这些结构的形成机理进行了实验研究和理论分析。结果显示：Ⅰ-型胶原蛋白单层膜对碳酸钙晶体的形貌有重要的控制作用,在Ⅰ-型胶原蛋白单层膜的控制下纳米碳酸钙在胶原纤维表面聚集、融合和结晶,最后形成沿胶原纤维长轴方向的棒状碳酸钙单晶。具体如下：首先溶液中亚稳态的纳米碳酸钙在Ⅰ-型胶原纤维表面富集,大量的富集导致纳米颗粒融合,而后形成胶原纤维长轴方向的棒状碳酸钙。对碳酸钙矿化结晶方式的分析表明,Ⅰ-型胶原蛋白胃蛋白酶控制下的碳酸钙经历从无定形态到多晶,再到单晶的演变过程,是一个标准的多步晶化过程。详细的分析表明碳酸钙对胶原纤维维度和形状的“copying”是生物矿化过程形貌控制的一个主要方法。
【关键词】：
【学位授予单位】：河南大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2009【分类号】：Q51【目录】：
中文摘要10-13
ABSTRACT13-16
第1章 绪论16-64
第1节 生物矿化16-26
§1.1.1 生物矿化的发展过程16-17
§1.1.2 生物矿化基本类型17-19
§1.1.3 生物矿化位置19-20
§1.1.3.1 体内胞内型19-20
§1.1.3.2 体内胞外型20
§1.1.3.3 体外胞外型20
§1.1.4 生物矿化成核和晶化原理20
§1.1.5 生物矿化基本原则20-24
§1.1.5.1 生物矿化的四个阶段20-21
§1.1.5.2 生物矿化的分子识别机制21-23
§1.1.5.3 生物矿化过程中形成复杂无机结构的途径23
§1.1.5.4 生物矿化中的无定形相23-24
§1.1.6 模拟生物矿化与仿生合成24-26
§1.1.6.1 体外模拟碳酸钙生物矿化采用的方法24
§1.1.6.2 体外模拟碳酸钙生物矿化采用的模拟基质24-25
§1.1.6.3 体外模拟碳酸钙生物矿化研究进展25-26
第2节 生物矿物26-28
§1.2.1 生物矿物的分布26-28
§1.2.2 生物矿物的特性28
第3节 生物矿化中的有机基质28-30
§1.3.1 有机基质的功能28-29
§1.3.2 有机基质的分类29-30
§1.3.2.1 不溶性有机基质29
§1.3.2.2 可溶性有机基质29-30
§1.3.3 生物矿化中的基质蛋白30
§1.3.3.1 至今为止发现和表征的基质蛋白质30
第4节 基质蛋白在调控生物矿化过程中的研究进展30-36
§1.4.1 蛋白质模板31-32
§1.4.2 研究蛋白质对生物矿化影响常用的方法32
§1.4.3 蛋白质调控生物矿物的生长机制32-34
§1.4.3.1 蛋白质的作用32-33
§1.4.3.2 蛋白质的作用的理论分析33-34
§1.4.4 蛋白质作用的本质34-35
§1.4.5 蛋白质和晶体相互作用的几种模型35
§1.4.6 蛋白质作用的分类35-36
第5节 LB技术在生物矿化研究中发展过程和研究进展36-53
§1.5.1 LB技术简介36-37
§1.5.2 LB技术在模拟生物矿化研究中的研究进展37-53
§1.5.2.1 LB技术在模拟生物矿化研究中的历史37-49
§1.5.2.2 单层膜和LB膜模拟生物矿化的机制49-51
§1.5.2.3 单层膜和LB膜调控下矿物的生长特征51
§1.5.2.4 单层膜调控下形成矿物的表征51-52
§1.5.2.5 形成有序二维单层膜的两种方法52-53
第6节 存在的问题53-54
第7节 论文选题及主要研究内容54-55
§1.7.1 论文选题54
§1.7.2 研究内容54-55
§1.8 参考文献55-64
第2章 蛋白质单层膜研究64-84
§2.0 引言64-65
第1节 牛血清白蛋白的成膜性能及其单层膜的形貌研究65-72
§2.1.1 实验部分66-67
§2.1.1.1 试剂66-67
§2.1.1.2 仪器67
§2.1.1.3 实验步骤67
§2.1.2 结果与分析67-71
§2.1.2.1 BSA表面压-面积等温曲线(π-A)结果与分析67-69
§2.1.2.2 BSA单层LB膜的原子力结果与分析69-71
§2.1.3 讨论71
§2.1.4 本节小结71-72
第2节 胃蛋白酶的成膜性能和单层膜的形貌研究72-77
§2.2.1 实验部分72
§2.2.1.1 试剂72
§2.2.1.2 仪器72
§2.2.1.3 实验步骤72
§2.2.2 结果与分析72-75
§2.2.2.1 胃蛋白酶的π-A曲线结果与分析73-74
§2.2.2.2 胃蛋白酶单层LB膜的原子力结果与分析74-75
§2.2.3 讨论75-76
§2.2.4 本节小结76-77
第3节 Ⅰ-型胶原蛋白的成膜性能和单层膜的形貌研究77-81
§2.3.1 实验部分77-78
§2.3.1.1 试剂77
§2.3.1.2 仪器77
§2.3.1.3 实验步骤77-78
§2.3.2 结果与分析78-80
§2.3.2.1 Ⅰ-型胶原蛋白的π-A曲线结果与分析78-79
§2.3.2.2 Ⅰ-型胶原蛋白LB膜的原子力结果与分析79-80
§2.3.3 讨论80
§2.3.4 本节小结80-81
§2.4 本章小结81
§2.5 参考文献81-84
第3章 牛血清白蛋白单层膜调控下碳酸钙的矿化过程84-118
§3.0 引言84-86
第1节 亚相浓度为2.5 mM时BSA单层膜对碳酸钙的调控作用86-93
§3.1.1. 实验部分86-87
§3.1.1.1. 试剂86
§3.1.1.2 仪器86
§3.1.1.3 实验步骤86-87
§3.1.2 结果与分析87-91
§3.1.2.1 表面压-面积等温(π-A)曲线结果与分析87-90
§3.1.2.2 SEM和XRD结果与分析90-91
§3.1.3 讨论91-92
§3.1.4 本节小结92-93
第2节 亚相浓度为5.0 mM时BSA单层膜对碳酸钙的调控作用93-105
§3.2.1 实验部分93
§3.2.1.1 试剂93
§3.2.1.2 仪器93
§3.2.1.3 实验步骤93
§3.2.2 结果与分析93-99
§3.2.3 讨论99-104
§3.2.5 本节小结104-105
第3节 亚相浓度为7.5 mM时BSA单层膜对碳酸钙的调控作用105-107
§3.3.1 实验部分105
§3.3.1.1 试剂105
§3.3.1.2 仪器105
§3.3.1.3 实验步骤105
§3.3.2 结果与分析105-107
§3.3.2.1 TEM和SEM结果与分析105-106
§3.3.2.2 XRD结果与分析106-107
§3.3.3 讨论107
§3.3.4 本节小结107
第4节 BSA单层LB膜调控碳酸钙的生长107-112
§3.4.1 实验部分107-108
§3.4.1.1 试剂107-108
§3.4.1.2 仪器108
§3.4.1.3 玻璃基片的疏水处理108
§3.4.1.4 样品的制备108
§3.4.1.5 样品的检测108
§3.4.2 结果与分析108-110
§3.4.2.1 BSA成膜性能研究108
§3.4.2.2 SEM结果与分析108-109
§3.4.2.3 XRD结果与分析109-110
§3.4.3 讨论110-112
§3.4.4 本节小结112
§3.5 本章讨论112-113
§3.5.1 亚相浓度对碳酸钙形貌的影响讨论112-113
§3.5.2 BSA Langmuir膜和BSA单层LB膜控制下形成的碳酸钙的形貌讨论113
§3.6 本章小结113-114
§3.7 参考文献114-118
第4章 胃蛋白酶单层膜调控下碳酸钙的自组装和晶化研究118-125
§4.0 引言118-119
§4.1 实验部分119
§4.1.1 试剂119
§4.1.2 仪器119
§4.1.3 样品制备过程119
§4.1.4 样品的表征119
§4.2 结果与分析119-122
§4.2.1 胃蛋白酶的表面压-面积等温曲线和单层LB膜的SEM、AFM结果与分析119-122
§4.4 本章小结122
§4.5 参考文献122-125
第5章 Ⅰ-型胶原单层膜控制下碳酸钙的矿化过程研究125-133
§5.0 引言125-127
§5.1 实验部分127
§5.1.1 试剂127
§5.1.2 仪器127
§5.1.3 胶原溶液的配备和碳酸钙晶体的制备127
§5.2 结果与分析127-128
§5.2.1 表面-面积等温曲线(π-A曲线)结果与分析127-128
§5.2.2 AFM结果与分析128
§5.4 本章小结128
§5.5 参考文献128-133
第6章 结论与展望133-138
§6.1 主要结论133-135
§6.2 展望135-138
附录138-142
一 氨基酸的英文名称,三字和单字缩写138-139
二 BSA的氨基酸序列139
三 HSA的氨基酸序列139-140
四 氨基酸和酰胺结构式140-142
攻读博士学位期间发表论文和参加课题及学术会议142-145
一 发表及已完成的论文142-143
二 参与项目和课题143-144
三 参加学术会议144-145
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