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不同化学官能团对无机相碳酸钙晶体的调控.pdf
复 舍 材 料 学 报 第 29卷 第 1期 2月 2012年
船 伽 ‰ Vo1.29 No.1 February 2011
文章编号 :1000-3851(2012)Ol一0021-07
不 同化学官能团对无机相碳酸钙晶体 的调控
刘旭杰,高永华,冯庆玲
(清华大学 材料科学与工程系 ,北京 100084)
摘 要 : 选择 了具有代表性的化学官能团,羟基 (一0H)、氨基(一NHz)、羧基 (一cOOH)和 甲基 (一CH ),通
过在单 晶硅片上进行接枝改性,并在改性后的硅基底上进行碳酸钙体外矿化模拟实验 ,以研究这些官能团对碳酸
钙矿化 的影响。利用接触角实验对接枝效果进行 了分析 ,结果显示接枝成功 。根据拉曼光谱(Raman)确定了碳酸
钙 的晶型;采用扫描 电子显微镜 (SEM)获得 了碳酸钙的形貌 、尺寸、数量和取 向信息。结果显示羟基化硅基底上
出现 了方解石的聚集 ;氨基化硅基底和羧基化硅基底上均 出现一定量 的球文石 ,但形貌各异 ;甲基化硅基底上晶
体数 目较少。通过对结果的对 比分析 ,认为羟基和 甲基对碳酸钙 的晶型选择无明显影响,氨基和羧基能通过对碳
酸根离子或钙离子的吸附而诱导球文石结晶。
关键词 : 生物矿化,碳酸钙,化学官能团,体外模拟矿化
中图分类号 : TB332 文献标志码 : A
Regulationofdifferentfunctionalgroupson inorganicphaseofcalcium carbonatecrystal
LIU Xujie,GAOYonghua,FENGQingling
(DepartmentofMaterialsScienceandEngeering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)
Abstract: Severaltypicalfunctionalgroups,一 0H ,~NH2,一 COOH and— CH3wereselectedinthiswork.In
ordertostudytheeffectofthefunctionalgroupsoncalcium carbonatemineralization,thegroupsweregraftedon
singlecrystalsiliconchips.Themodifiedchipswereusedassubstratesintheinvitromineralizationexperiments.
ThecontactanglewasmeasuredtOexaminethegraftingefficiency,andtheresultsshowedthatthegroupswereall
successfullygrafted.RamanwasusedtOdeterminethecrystalform .SEM wasusedtOobservethemorphology,
size,quantityandorientationofcalcium carbonatecrystals.Theresultsshow thaton — OH modifiedsubstrate,
calciteaggregatesarefound,on— NH2and~ COOH modifiedsubstrates,somevateritesarefoundwithdifferent
morphologies,on— CH3modifiedsubstrate,lesscrystalsarefoundcomparedwiththeblank.Itissupposedthat
一 0H and— CH3haveno significantcontroleffectoverthepolymorphofcalcium carbonatecrystals,一 NH2and
-- COOH canindu
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