简单方法制备羟基磷灰石中空微球

无需添加任何有机物和金属离子, 以易得的中空球形碳酸钙(CaCO3)与磷酸氢二钠(Na2HPO4)作为反应物在常压下制备出羟基磷灰石中空微球. 通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、扫描电子显微镜(SEM), X射线粉末衍射(XRD)等手段对制备的羟基磷灰石中空微球的结构、组成和形貌进行了表征, 考察了不同反应温度对中空球形貌的影响. 实验结果表明, 所制备的羟基磷灰石微球是由短针状的纳米粒子组成的, 直径为2-4 μm. 对反应机理进行了初步探讨.     

常温制备形貌可控中空羟基磷灰石的研究

利用锂钙硼玻璃(LCB)微球在磷酸盐溶液中的原位转化反应,在常温下制备中空的羟基磷灰石(HA)微球,研究了玻璃微球的组分、磷酸盐浸泡液的浓度及热处理等工艺参数对微球的形貌影响。研究结果表明,常温下反应得到的产物微球为晶型较好具有中空结构的羟基磷灰石,随着玻璃微球组分中CaO含量的升高,中空微球的球壁逐渐变厚,当CaO含量达到30%时,微球变为实心结构。磷酸盐溶液浓度较低时,中空微球的球壁容易形成层状结构。     

纳米羟基磷灰石/胶原复合材料制备方法比较研究

低温下,通过将水热合成的纳米羟基磷灰石浆料与中性胶原溶胶共混和在中性胶原中原位形成羟基磷灰石两种方法制备羟基磷灰石／胶原复合材料,采用XRD、FTIR、扫描电镜、透射电镜和力学性能测试等方法对两种复合材料的特性进行了表征。通过对两种方法制备的复合材料的特性进行比较,发现两种方法均制备得到了纳米羟基磷灰石／胶原复合材料,复合材料在晶相组成、化学组成、纳米羟基磷灰石晶体尺寸、胶原纤维的结构等方面都与天然骨相似。但原位合成纳米羟基磷灰石晶体的结晶度比水热合成的纳米羟基磷灰石更接近于自然骨,原位合成的羟基磷灰石／胶原复合材料的均匀性、界面结合紧密度、力学性能等方面均优于共混法。原位合成法是改善纳米羟基磷灰石／胶原复合材料均匀性和力学性能的有效方法。     

复合凝胶途径制备胶原-海藻酸钠-羟基磷灰石支架材料

羟基磷灰石和胶原是人体骨的主要成分,近年来,制备纳米羟基磷灰石/ 胶原复合材料已成为目前生物材料研究的热点之一[1-3].海藻酸钠是一种酸性的多聚糖,具有良好的生物相容性,目前已经被广泛应用于化学、生物、医药、食品等领域;海藻酸钠能与钙离子交联,可进一步获得具有良好弹性性能的网状结构[4,5].     

天然高分子复合羟基磷灰石材料的制备与应用

羟基磷灰石(HA)是人类与动物骨骼中主要无机物组成成分,因其具有良好的生物相容性、生物活性和骨传导作用,作为新型合成生物材料已应用于骨组织的修复与替代技术。本文在介绍HA主要制备方法(如:沉淀法、乳液法、水热反应法、溶胶-凝胶法、机械化学法、固态合成法、水解法、超声化学法、热解法、模板法和电沉积法等)和应用的基础上,重点综述了各类天然高分子与HA复合材料的制备及应用研究进展。天然高分子,如:纤维素、淀粉、甲壳素、壳聚糖、蛋白(包括胶原蛋白、明胶、角蛋白、丝蛋白和植物蛋白)等,与HA复合后制备的天然高分子复合羟基磷灰石材料,在保持其生物相容性的同时,又能改善复合材料的机械性能与生物活性,使其可用于医用材料、载体材料和吸附分离材料。最后,本文指出为了满足生物体内的特殊环境(如强的韧性、与骨生长速度匹配性能等)及不同领域的要求,天然高分子复合HA材料需要发展的方向。     

羟基磷灰石/胶原矿化机理的研究进展

仿生合成的羟基磷灰石(HAp)/胶原复合材料的结构和成分与天然骨相似,具有很好的生物相容性、生物活性和生物可降解性,有望成为新一代的骨替代材料。羟基磷灰石/胶原矿化过程其实质是晶体在自组装的胶原纤维上形成的过程,但这一过程在体内是如何进行的至今仍然不清楚。对胶原矿化机理的研究能为制备具有更优越结构和功能的新型骨替代材料提供理论参考。本文概述了羟基磷灰石/胶原矿化机理的研究进展。     

原位沉析法制备有序排列四氧化三铁/壳聚糖纳米复合材料的研究

生物矿物由于具有完美结构及独特的生物活性,使其成为制备新型有彬无机杂化纳米复合材料的思想来源,在目前制备的有机／无机纳米复合材料中,纳米粒子在聚合物基质中大部分是无规分散的,但无机纳米颗粒在有机物中的有序排列是生命体中的一种根本体现,有序排列会使材料的性能更加优异。人骨的主要成分是纳米羟基磷灰石晶体和胶原,羟基磷灰石晶体是沿着胶原纤维的长轴方向有序排列的,这使得人骨不仅具有生物活性,而且具有非常好的力学性能。     

磷灰石晶体构型及其与生物分子相互作用的计算模拟研究

生物磷灰石是动物和人体骨骼及牙釉质的主要无机矿物成分,磷灰石矿物晶体的组成和结构影响了骨及牙釉质的机械强度和生理功能。羟基磷灰石空间群的确定一直存在争议,其中羟基存在两种不同排列方式,使得其具有六方和单斜两种晶相。另外,磷灰石晶体结构中的类质同象替换,影响了其结构、物理和化学特性。本文综述了计算机模拟方法在原子及分子水平上对磷灰石晶体的空间群确定、磷灰石替代机制、小分子及生物大分子相互作用的研究,对磷灰石晶体化学、界面化学及开发生物材料的深入研究具有一定的科学意义和较强的应用价值。     

成骨肿瘤细胞在纳米氧化钛陶瓷表面的生物活性研究

以羟基磷灰石和氧化镁为晶粒生长抑制剂制备的纳米氧化钛陶瓷为研究对象, 采用体外成骨细胞Ros17/28与材料复合培养的方法, 通过MTT法、荧光染色法和SEM细胞形貌观察等手段综合判断细胞在材料表面的活性, 以此评价纳米氧化钛陶瓷的生物活性. 结果表明, 以羟基磷灰石为晶粒生长抑制剂的氧化钛陶瓷晶体颗粒尺寸达到纳米级, 其生物活性超出了以氧化镁为晶粒生长抑制剂的氧化钛陶瓷和纯羟基磷灰石陶瓷, 具有优异的生物相容性, 是生物活性陶瓷.     

BSA-羟基磷灰石可溶性复合物的FTIR光谱

利用富立叶变换红外光谱对水溶性牛血清白蛋白(BSA)羟基磷灰石复合物的组成及结构进行了研究.结果表明,其组成具有非化学计量的性质,且复合物中BSA与羟基磷灰石间存在相互作用.从而增加了羟基磷灰石在水中的溶解度.正是由于羟基磷灰石与蛋白质形成了水溶性的复合物,使羟基磷灰石在蛋白质结构的基质上成核和自组装成为可能,从而引起和促进了生物矿化过程.     

用于锂离子电池的中空无机非金属纳米材料的研究进展

锂离子电池电极材料在充放电过程中由于锂离子嵌入和脱嵌,电极材料在膨胀和收缩过程中极易粉化而导致电池失效.无机中空纳米材料具有较高的比表面积,可调的空腔体积以及壳层厚度,并且每一个中空颗粒都可以作为一个微反应室,从而增加了反应界面,作为锂电池电极材料,无机中空纳米材料能够适应充放电过程中颗粒的膨胀和收缩,表现出优异的性能.面对传统模板法的局限性,基于Kirkendall效应等新的机理或方法以其操作步骤简单、无模板等优点,有望实现低成本的规模化生产.本文综述了利用Kirkendall效应,Oswald熟化和溶剂热3种机理或方法制备中空无机纳米材料作为锂离子电池电极材料的最新研究进展,并对其应用前景进行了展望.     

ZnO纳米球的制备及性能研究进展

纳米ZnO以其独特的结构和性能,在建材、陶瓷、化妆品及电子领域具有广泛的应用。球形纳米ZnO与其他结构的纳米ZnO相比,具有结构的高度对称性、比表面积大、独特的光性能等优点,使其具有更广阔的应用前景。本文介绍了纯纳米ZnO球、掺杂及复合的纳米ZnO球等ZnO纳米球种类并综述了纳米ZnO球的主要制备方法及相关性能。     

石墨烯空心微球制备方法的研究进展

石墨烯被认为是一种颇具潜力的新型材料,具有优异的导电性能、力学性能以及大的比表面积,但石墨烯极易因为片层间的分子间作用力以及π-π作用而发生堆叠团聚。 构筑三维空心微球结构不仅能够有效阻止石墨烯片团聚,从而保证大的比表面积与优异的性质,还具有结构规整、尺寸可调的独特优势。 本文对近年来石墨烯空心微球的制备方法进行了阐述,主要按照模板法与无模板法两大类进行了整理与分析,又将模板法分为硬模板法与软模板法两类来叙述,对石墨烯空心微球的制备过程中应用到的多种技术进行了介绍与举例,并分别对硬模板法、软模板法、无模板法各自的优缺点进行了分析与总结。     

Template synthesis of ordered macroporous hydroxyapatite bioceramics

Hydroxyapatite has found wide application in bone tissue engineering. Here we use a macroporous carbon template to generate highly ordered macroporous hydroxyapatite bioceramics composed of close-packed hollow spherical pores with interconnected channels. The template has advantages for the preparation of ordered materials.     

无机钙材料在石灰岩文物表面防护中的应用

由于碳酸盐矿物的质地特点,石灰岩文物在露天环境中极易发生表面溶蚀,其上赋存文化信息的文字、纹饰和符号等雕刻痕迹也随之湮灭,对其文物价值造成了严重减损。从耐候性和兼容性角度考虑,无机保护材料显然更适合于石灰岩文物的表面防护处理。近年来,基于草酸钙、磷灰石和碳酸钙等钙基材料的石灰岩文物表面防护研究逐渐兴起并开始走向应用。本文就上述钙基保护材料的特点、防护膜制备和应用实践等做了归纳和评述,以期为石灰岩文物保护研究提供参考和借鉴。     

无机钙材料在石灰岩文物表面防护中的应用

由于碳酸盐矿物的质地特点,石灰岩文物在露天环境中极易发生表面溶蚀,其上赋存文化信息的文字、纹饰和符号等雕刻痕迹也随之湮灭,对其文物价值造成了严重减损。从耐候性和兼容性角度考虑,无机保护材料显然更适合于石灰岩文物的表面防护处理。近年来,基于草酸钙、磷灰石和碳酸钙等钙基材料的石灰岩文物表面防护研究逐渐兴起并开始走向应用。本文就上述钙基保护材料的特点、防护膜制备和应用实践等做了归纳和评述,以期为石灰岩文物保护研究提供参考和借鉴。     

静电纺丝中空纳米纤维在催化领域的应用

更大的比表面积、更丰富的界面组成及更高效的传质路径是构筑多元催化体系,实现催化剂效率提升的关键.中空纳米纤维具有的多元空腔结构赋予其比表面积和界面组成上广阔的调变空间,使其成为制备高效异相催化剂的理想平台.静电纺丝技术的发展为中空纳米纤维的可控制备提供了更简易高效的方法,促进了中空纳米纤维的结构创新和应用扩展.本文从构筑策略、结构特点及结构与性能的对应关系3个角度总结了基于静电纺丝法制备的不同组成和形态的中空纳米纤维材料在催化领域(包括光催化、电催化、热催化)应用中的独特优势.首先展示了创新的静电纺丝方法结合后续工艺制备的中空纳米纤维的不同结构形态,然后梳理了基于中空纳米纤维构筑高效催化剂的研究进展,最后展望了中空纳米纤维在催化领域应用的未来发展趋势,以期为高效异相催化剂的设计提供有益的参考.     

石墨烯负载PtPd纳米催化剂的合成及其电催化氧化甲醇性能

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,然后以其为载体前驱体,以三嵌段共聚物P123为还原剂、保护剂和形貌控制剂,分别采用液相共还原法和连续还原法,制备了三种石墨烯负载PtPd(PtPd/G)纳米催化剂;氧化石墨烯与金属前驱体同步还原,从而达到原位负载的效果。采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等表征方法分析了PtPd/G纳米催化剂的形貌、结构和组成,结果表明:采用共还原法得到的两种催化剂均为纳米枝结构;采用连续还原法得到了空心纳米结构。电化学循环伏安法和计时电流法研究表明:空心结构PtPd/G纳米催化剂抗CO中毒能力最强,100°C下共还原合成的PtPd/G纳米枝催化剂具有最佳的电催化氧化甲醇性能,约是商业化Pt/C催化剂的1.5倍。     

Hierarchically structured nanocrystalline hydroxyapatite assembled hollow fibers as a promising protein delivery system

Nanocrystalline hydroxyapatite assembled hollow fibers (NHAHF) in the membrane form were fabricated by combining the electrospinning technique and the hydrothermal method. This novel hierarchical tubular structure of hydroxyapatite exhibited excellent protein loading capacity and long-term sustained release property.     

Hydroxyapatite Hierarchically Nanostructured Porous Hollow Microspheres: Rapid,Sustainable Microwave‐Hydrothermal Synthesis by Using Creatine Phosphate as an Organic Phosphorus Source and Application in Drug Delivery and Protein Adsorption

Hierarchically nanostructured porous hollow microspheres of hydroxyapatite (HAP) are a promising biomaterial, owing to their excellent biocompatibility and porous hollow structure. Traditionally, synthetic hydroxyapatite is prepared by using an inorganic phosphorus source. Herein, we report a new strategy for the rapid, sustainable synthesis of HAP hierarchically nanostructured porous hollow microspheres by using creatine phosphate disodium salt as an organic phosphorus source in aqueous solution through a microwave‐assisted hydrothermal method. The as‐obtained products are characterized by powder X‐ray diffraction (XRD), Fourier‐transform IR (FTIR) spectroscopy, SEM, TEM, Brunauer–Emmett–Teller (BET) nitrogen sorptometry, dynamic light scattering (DLS), and thermogravimetric analysis (TGA). SEM and TEM micrographs show that HAP hierarchically nanostructured porous hollow microspheres consist of HAP nanosheets or nanorods as the building blocks and DLS measurements show that the diameters of HAP hollow microspheres are within the range 0.8–1.5 μm. The specific surface area and average pore size of the HAP porous hollow microspheres are 87.3 m²g^?1 and 20.6 nm, respectively. The important role of creatine phosphate disodium salt and the influence of the experimental conditions on the products were systematically investigated. This method is facile, rapid, surfactant‐free and environmentally friendly. The as‐prepared HAP porous hollow microspheres show a relatively high drug‐loading capacity and protein‐adsorption ability, as well as sustained drug and protein release, by using ibuprofen as a model drug and hemoglobin (Hb) as a model protein, respectively. These experiments indicate that the as‐prepared HAP porous hollow microspheres are promising for applications in biomedical fields, such as drug delivery and protein adsorption.