粉末结构形貌控制新方法生物矿化机理的模拟.pdfVIP

粉柬结构形貌控制新方法—— 生物矿化机理 的模拟 ／刘志宏等 · 13 · 粉 末 结构形 貌 控制 新 方法 一 一 生物矿化机理的模拟 刘志宏* 李启厚 郭学益 陈慧光 张多默 丁 ／歹．7 、『一 f，『 c中 学有色冶金系 ．长沙 4l。。83， till要 舟绍 了生物矿化作用机 理 厦其王要 的生物控制 固：is-．指 出 模拟生物矿化机理控制粉末 结构开j税 的三 个连径 ，展望 了其 发展趋势 关键词竺 ，构貌 ， 末铸彳与力 孑耋 A New M ethodforControllingStructureandM orphologyof Ultrafines-- Simulation ofM ineralization M echanism LiuZhihong LiQihou GuoXueyi ChenHuiguang ZhangDuomo (DepartmentofNonferrousM etallurgy、CentralSouthUniversityofTechnology·Changsha4】0083) Abstract Themechanism andcontrol~actorsofbiologicalmineralizationaredescribed．Threemaina口 proachestocontroiling structureandmorphologyofultrafineparticlesbymodelingbiologicalmineralizationaredis cussed．Andprospectforfutur~developmentisoutlined Keywords biologicalmineralization，structureandmorphology．ultrafines 0 引言 1 生物矿物与生物矿化机理 粉末结构形貌控制主要包括三千方面：粉末粒度及其分 目前发现的在恬生物体内所形成的矿物多选 60多种 、 布、粉末形状和粉末晶型构造控制0J=对湿法化学制粉而言， 生物矿物分布从细菌、微生物的细胞壁、植物的叶子、昆虫的 传统的粉末结构形貌控制方法都是通过控制反应物浓度、溶 甲壳、节肢．动物的外壳．软体动物的骨针直至动物骨胳 和牙 液pH值、反应时间、温度 ，添加荆种类及数量来实现的 但是 齿 。它们功能齐全．除了广 用作细胞 的离子库以及结构支撵 由于粉末生长的物理化学条件要求苛刻，影响因素复杂，粉末 和保护材料外 ，往往还具有某种特殊的功能、例 如趋磁细菌中 结构形貌往往难以精确控制。随着新材料的台成开发朝着复 有序排列着数颗单磁畴大小的 o 被用于游动时识别方 合化，精密化 ，功能化乃至智能化方向发展，传统理论及工 艺 向 手段越来越难以适应新材料发展的需要 为此 ．人们通过系统 1．1 生物矿物种类及其主要特征 。 研究生物矿物形成机理 、提出了新材料合成的分于构造理论 生物矿物体是生物的有机化合物与环境的无机矿物离子 (如 图1)l1]，井通过模拟生物矿物形成机理开发了一系列超 相互作用生成的复杂产物 ．其种类一般分为弱酸弱碱盐、钙 化 细粉末及新材料合成的新工艺。 物、氧化物或含氧盐 ，碳酸盐、磷酸盐和含水化 台物或羟化物= 其中、碳 是生物的重要元素、具有生物化学与代谢功能 、其氧 化还原反应是生物 的能量来源 。磷 是生物 必需元 素，组成