无机材料的仿生合成研究进展.pdf

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1、·632·化学世界2O14年无机材料的仿生合成研究进展赵丽娜一，刘欢-一，冯少强·(吉林师范大学a．环境友好材料制备与应用省部共建教育部重点实验室；b．化学学院，吉林四平136000)摘要：生物矿物是生物体的重要组成部分，模拟生物矿化中无机物在有机物调制下的形成过程，制备性能更为优异的无机材料，为深入开展仿生矿化制备无机材料提供了基础，具有一定的参考价值与指导作用。综述了仿生矿化的定义、机理、发展现状及意义。关键词：无机材料；仿生合成；机理中图分类号：TQ132．3文献标志码：A文章编号：0367—6358(2014)10—0632—04StudyonBiomimeticSynthesisof

2、InorganicMaterialZHAOLi—naIu．LIUHuan．FENGShao—qiang，。(JilinNormalUniversity，a．KeyLaboratoryoyPreparationandApplicationsofEnvironmentalFriendlyMaterials，MinistryoyEducation，b．CollegeofChemistry，JilinSiping136000，China)Abstract：Biologicalmineralsareveryimportantcomponentsoforganismandhigh—performancec

3、omposite．Thegeneralprinciplesofbiomineralizationareintroducedintothesynthesisprocessofinorganicmaterials．Simulatingthebiomineralizationprocessofthenucleationandgrowthofinorganicmaterialsmediatedbyorganicmatrixesandbiomimeticsynthesisofinorganicmaterialswithhigherperformanceandmoreexqui—sitemorpholog

4、ieshavebecomethestudyfocusofmaterialscience．Itwillprovideabundantbaseandexpe—rienceforthepreparationofinorganicmaterial，andwillevenplayanimportantroleforindustrialproduc—tion．Thedefinition，mechanism，developmentandsignificanceofbiomimatricsynthesiswerereivewed．Keywords：inorganicmaterials；biomimeticsy

5、nthesis；mechanism仿生矿化是近几年最前沿的研究领域。大自然复合材料l_3。中的生物矿物至少已有35亿年历史，从细菌、微生20世纪90年代中期，当科学家们注意到生物物直至植物、动物在体内均可形成矿物，其种类已超矿化进程中分子识别、分子自组装和复制构成了五过60种¨l]。它们的组成各异，并赋有特定的生物彩缤纷的自然界，并开始有意识地利用这一自然原学功能。其中，含钙的矿物最多，约占生物矿物总数理来指导特殊材料的合成时，便提出了仿生合成的一半。最为广泛的碳酸钙主要构成无脊椎动物的(Biomimeticsynthesis)的概念l5，即通过对生物的外骨骼；磷酸钙主要构成脊椎动物的内骨骼和

6、牙齿；观察和研究，进而模仿或利用生物体结构、生化功能硅氧化物多见于植物中；泌尿系结石的主要组分为和生化过程并应用到材料设计当中，以有机基质为草酸钙、磷酸钙、磷酸镁铵、尿酸和胱氨酸等。生物模板，控制无机物的形成，制备具有独特显微结构特矿物是亿万年物竞天择的进化产物，以其完美的分点和生物学性能的材料。利用生物矿化的原理进行子设计得到材料最简省而性能最优异的有机／无机仿生合成是一种崭新的无机材料合成技术。在分子收稿日期：201312-30基金项目：国家自然科学基金项目(51404108)和吉林省教育厅“十二五”科学技术研究项El(吉教科合字[2013]第204号)。作者简介：赵丽娜(1975一)，女

7、，副教授，博士，从事功能材料物理化学研究。E—mail：zhaolinal975@163．corn。第1O期化学世界水平或分子层次上进行仿生，可以设计新物质、新材点就是自组装的有机聚集体或超分子模板通过材料料、新方法和新工艺，并加深对生物现象和生命奥妙复制而转变为有序化的无机结构，因此有机基质在的认识。近年来，有关仿生矿化的研究十分引人注生物矿化过程中具有非同寻常的作用：目，其主要原因不仅在于该领