锶离子对仿生碳酸钙矿化过程的影响及其矿化吸附性能

以鸡蛋清蛋白为诱导剂,研究了Sr~(2+)对CaCO_3仿生矿化过程的影响,并结合扫描电子显微镜、X射线衍射和傅立叶红外光谱的表征结果,对其调控机理进行了探讨,在此基础上进一步研究了CaCO_3的仿生矿化过程对Sr~(2+)的吸附富集作用。结果表明:Sr~(2+)单独加入不会影响Ca CO3的矿化过程,只有与蛋清蛋白共同作用时,才有利于针状文石型CaCO_3的生成;矿化过程对Sr~(2+)的吸附率随着Sr~(2+)浓度的增大而增大,在Sr~(2+)质量浓度为100 mg/L时达到最大,而后基本保持不变;虽然直接沉淀法对Sr~(2+)的吸附率明显大于气体扩散法,但气体扩散法运用仿生技术吸附Sr~(2+),具有试剂用量小、后续固废处理容易的优势。     

分子印迹聚合物的合成及其仿生催化性能的研究

以甲苯硝化反应的产物类似物对硝基苯酚作为模板合成了一系列分子印迹聚合物,采用比表面分析和热分析等现代的分析方法对分子印迹聚合物予以表征。成功地将分子印迹聚合物用于催化NO2硝化反应,探讨合成分子印迹聚合物所用的功能单体种类、交联度等对甲苯的NO2硝化反应位置选择性的影响。结果显示分子印迹聚合物提高了甲苯的对位选择性硝化能力．并且以甲基丙烯酸为功能单体的分子印迹聚合物的对位选择性最好．邻对比为0．89。     

生物陶瓷仿生矿化牙釉质研究进展

牙齿脱矿及时修复,可避免龋齿的发生,尤其是儿童牙齿矿化不全,更容易导致脱矿而引起龋齿.生物医用活性陶瓷具有较好的生物活性和生物诱导性,可促进组织的矿化.通过钙磷基和钙硅基生物活性陶瓷探讨对牙釉质脱矿后的仿生矿化效果,对比其矿化机制进行阐述.该类生物活性陶瓷具有较好的生物学性能,在口腔及骨修复中发展前景较好,是临床上硬组织修复的首选材料之一.     

木材趋磁性仿生矿化形成及微波吸收性能

 依据仿生矿化原理,以天冬氨酸为生物分子诱导剂,通过低温溶剂热法在木材表面沉积MnFe₂O₄晶体的方式制备趋磁性木材样品,并采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、振动磁强计（VSM）和矢量网格（VNA）等方法对试样进行了表征分析。结果显示,在低温碱性的溶剂热矿化条件下,磁性MnFe₂O₄晶体在天冬氨酸的诱导作用下可负载于木材表面形成趋磁性木材;趋磁性木材试样的反射损耗（RL）曲线最小值（-12 dB）出现在频率15.52 GHz时,并且在频率14~17 GHz范围内,试样的RL值小于-9 dB,表明趋磁性木材具有良好的微波吸收性能,是一种优良的防电磁污染的吸波复合材料。     

L-酪氨酸模板仿生合成MnO2及其催化性能的研究

以MnSO4和NaOH为原料,利用L-酪氨酸为模板仿生合成MnO2,SEM表征表明其形貌呈片状,XRD表征表明其为β-MnO2.研究MnO2催化甲基橙氧化降解性能,考察其对H2O2降解甲基橙模拟废水的催化能力,并利用SAS统计软件（SAS Institute Inc.,Cary,NC,USA,Version 8.0）对MnO2添加量、甲基橙溶液初始质量浓度和甲基橙溶液初始pH进行了优化.其优化后的试验结果为甲基橙溶液初始pH为4,甲基橙溶液初始质量浓度为9mg/L,MnO2添加量为0.42g/L.     

一株碳酸盐矿化菌的筛选及其矿化性能研究

采用选择性富集和平板分离的方法从湖南省某土壤中筛出一株以乙酸钙为底物的碳酸盐矿化菌,并对该菌株诱导的碳酸钙沉淀的晶体类型以及pH、接种量、乙酸钙浓度等不同因素对碳酸钙的产量影响进行研究。结果表明,该碳酸盐矿化菌鉴定为克雷白氏杆菌属,其GenBank登录号为ON139648;革兰氏染色呈阴性,6 h~96 h为该菌的对数生长期;克雷白氏杆菌诱导的碳酸钙矿物晶体类型既有方解石,又有球霰石,其诱导碳酸钙沉淀产生的最佳条件为:初始pH=7、菌液接种量为4%、乙酸钙浓度为0.25 mol/L,乙酸钙利用率最高为96.6%,诱导的碳酸钙产量最高为1.23 g。     

釉原蛋白诱导氟基硅酸钙仿生矿化牙齿性能研究

牙组织修复与再生一直是医学亟待解决的问题.采用氟基硅酸钙生物陶瓷材料对牙齿进行仿生矿化修复,在模拟仿生矿化液中,对酸蚀的牙齿进行处理,在釉原蛋白诱导下进行矿化,构建仿生牙组织结构.矿化层的性能表征结果显示,釉原蛋白诱导氟基硅酸钙能在牙釉质表面形成仿生矿化层,且较单一的氟基硅酸钙诱导形成磷灰石矿化层更加致密,力学性能更加优异,且晶粒有序排列,沿着一定方向定向生长,形成类似于骨及牙齿的纳米磷灰石晶粒结构,具有较好的生物相容性.     

花状碳酸钙的仿生合成及其载药性能

生理温度下,以无水氯化钙和碳酸钠为原料,硫酸软骨素为靶向试剂,癌细胞分泌物为形貌调控剂,制得花状碳酸钙.运用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对碳酸钙的形貌和结构成分进行了表征测定.激光共聚焦实验和负载实验证明该碳酸钙可以高效负载抗肿瘤药物盐酸阿霉素(DOX),不同pH值下的释放实验表明,该负载体系的DOX更易在弱酸性条件下释放,并且释放较为缓慢,有较好的缓释性能.细胞活性(MTT)实验表明,该负载体系对肿瘤细胞有特异性抑制效果.     

生物矿化与仿生材料的研究现状及展望

对于天然生物材料中的矿化组织结构和矿化机理的充分认识,可以为仿生设计与合成具有特定结构和功能的材料和器件提供理论依据。生物矿化组织的显微分级结构主要取决于生物控制的分子过程,包括晶体生核、生长,以及矿物结构的堆积方式,材料科学家和化学家首先在这一关键问题上做出了贡献。随着研究的深入,分子生物学家的加入,使这一研究已发展到细胞和基因的水平。探讨生物矿化过程中分子控制机理,即有机模板对无机晶体的调制作用,最具代表性的就是有机/无机界面分子识别理论。在此基础上给出生物矿化机理以及仿生制备的研究方向。     

改性碳纳米管/HAP的模拟仿生矿化研究

将碳纳米管进行改性,在其端口处修饰具有诱导活性的基团,将改性前后的碳纳米管分别作为诱导矿化的基质,制备了碳纳米管/羟基磷灰石复合材料,利用SEM和TEM的超微结构分析和FTIR技术,对以碳纳米管为基质进行诱导矿化所得到的产物进行了形貌及结构分析.结果表明,在单壁碳纳米管(SWNT)端口处修饰PO(OH)2-基团对钙离子具有强螫合作用,改性后的SWNT具有更好的HAP诱导能力.     

细菌纤维素组织工程支架的仿生矿化研究

骨骼创伤已经成为当今影响人类健康的一大病症。因此,骨修复材料就成为研究的一大热点。骨组织工程支架作为重要的骨修复材料,可以诱导成骨细胞生长并为新骨生长提供条件。传统的骨组织工程支架包括合成高分子(如聚乳酸、聚乙醇酸等)和天然高分子(如胶原、壳聚糖等)。与传统支架材料相比,细菌纤维素(BC)具有良好的生物相容性、精细的纳米空间三维网络结构,有作为组织工程支架的潜能。通过仿生矿化处理,BC纳米纤维表面可以生长出羟基磷灰石(HA)的晶体颗粒,且HA颗粒均匀覆盖在纳米纤维表面。通过热分析得出,仿生矿化处理会使BC的热稳定性得到一定的提升。     

仿生光催化剂的合成及其降解染料废水的研究

通过磺酸铁酞菁(FePcS)与氯甲基化交联聚苯乙烯进行Friedel-Crafts反应，合成了一种新型光反应催化剂．在可见光的照射下，加入适量的H2O2．该催化剂可有效地降解难生物降解染料活性红．实验结果表明，利用该催化剂可使染料活性红的脱色率接近100％，有机碳(TOC)的去除率可达75％．     

乙醇胺接枝聚天冬氨酸仿生低温保护剂的合成及性能

基于抗冻蛋白的结构和功能特点,合成了仿生低温保护剂乙醇胺接枝聚天冬氨酸。利用红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H NMR)分析聚合物结构,通过非等温差示扫描量热法(DSC)分析聚合物的抗冻性能并利用光学显微镜观察在低温下聚合物溶液冰晶形态。实验结果表明,聚合物具有良好的抗冻性能。接枝率较高时,具有较好的热滞活性,冰点降低程度较大,冰晶体积较小且较圆润。接枝率80%时,热滞活性最高,达0.44℃,保护剂质量浓度存在阈值为5 mg/mL。该仿生低温保护剂为现代低温保护技术提供了一种新的可能。     

木材仿生趋磁性及其超疏水性能

 室温条件下,利用含Fe³⁺和Fe²⁺盐为前体的化学共沉淀法,成功地在木材表面上附着纳米磁性γ-Fe₂O₃颗粒,并经过进一步化学改性后得到超疏水性材料。利用SEM、XRD、VSM及FT-IR等分析技术对样品进行了表征分析。结果显示,磁性粒子的形状类似颗粒状,并均匀地附在木材表面;γ-Fe₂O₃纳米粒子通过氢键作用与木材表面的羟基相互键合而成功附着在木材表面,并且具有良好的晶型,且磁性γ-Fe₂O₃纳米颗粒显示出良好的超顺磁性,经过改性的磁化材料具备很好的超疏水性。     

两步法仿生合成TiO2纳米线及其表征

以钛酸正四丁酯及L-半胱氨酸为钛源和模板剂,醇热法仿生合成纳米TiO2前体,冉将前体与氢氧化钠溶液水热反应制备出TiO2纳米线．通过SEM、XRD、FTIR以及比表面积及孔径分析仪对前体及纳米线进行表征,结果表明：TiO2纳米线为无定型的钛酸盐结构,直径在20～40nm,长度达数微米,其比表面积为312．58m2／g;煅烧后TiO2纳米线由无定型转变成锐钛矿型结构,FT—IR图谱分析表明纳米线含有Ti—O键．     

小直径血管支架的仿生构建及其种子细胞

静电纺丝仿生天然细胞外基质(ECM)结构,所制备的高度多孔、高比表面积的纳米级(50～500nm)纤维赋予了丰富的分子架构和生化信号,为种子细胞提供理想的生长微环境.不同组分、纤维尺寸及取向和种子细胞类型,可以裁剪获得不同生化和力学性能的电纺支架细胞复合物.总结了血管组织工程仿生ECM的设计与构建,并强调与支架复合的种子细胞在血管组织工程的作用.     

纳米仿生骨组织材料的生理响应及生物矿化

利用溶胶－凝胶法合成了两种具有纳米结构的新型高生物活性骨修复及骨组织工程支架材料，并利用体外实验方法（In Vitro)以及X－射线衍射（XRD），扫描电子显微镜（SEM），红外光谱（FTIR），氮气吸附－解吸（BET）和等离子发射光谱（ICP）等技术对材料的显微结构及其在模拟生理溶液（SBF）中的降解过程，表面反应产物及生物矿化机理进行了研究，研究表明：两种溶胶－凝胶材料均具有较高的生物活性；由于化学组成不同，它们在SBF溶液中的离子扩散规律及生物矿化行为有所不同。     

磷酰化壳聚糖仿生衍生物的合成及其与DNA的相互作用

采用Antherton-Todd反应制备了两种水溶性的磷酰化壳聚糖仿生衍生物:两性的N-磷酸胆碱磷酰化壳聚糖(N-PCCs)和带正电荷的N-乙基磷酸胆碱磷酰化壳聚糖(N-PC Cs),并用紫外吸收光谱(UV)和圆二色光谱(CD)研究了两种胆碱磷酰化壳聚糖衍生物与小牛胸腺DNA的相互作用.结果表明:壳聚糖衍生物的电荷状态对其与DNA的相互作用影响很大.在pH=7.2的中性条件下,两性的磷酸胆碱壳聚糖衍生物与DNA作用不明显,而带正电荷的乙基磷酸胆碱磷酰化壳聚糖衍生物与DNA有强烈的静电作用.     

细菌纤维素中羟基在仿生矿化中的作用

据仿生学原理,室温下以正硅酸乙酯(TEOS)为硅前驱体,以细菌纤维素(BC)及其改性产物为模板,制备了纳米二氧化硅.借助扫描电子显微(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外吸收光谱(IR)等分析手段,研究了羟基在矿化过程中的作用.结果表明:细菌纤维素中的羟基对矿化反应起到至关重要的作用,结构单元中的3个羟基一起与硅源发生协同效应,使得硅源在模板表面进行均匀沉积,最终将模板形貌完整地复制下来.     

二氧化钛仿生合成的研究进展综述

仿生合成就是将生物矿化的机理引入无机材料合成,以有机物的组装体为模板,去控制无机物的形成,制备具有独特显微结构特点的无机材料。生物矿化过程通常在各种生物分子及其有序聚集体的精巧控制下生成形貌、大小及结构受到完好调控的无机材料,因而其性能大大优于相应人工合成材料。基于此,生物模板的仿生材料合成已发展成为当前材料科学中一个非常活跃的研究领域。本文概述了＂生物模板＂作为一种新兴的、独特的合成无机纳米微结构方法以及近年来用生物模板成功的控制和合成二氧化钛纳米材料大小、结晶度的例子。