生物矿化中的凝聚态化学

不同于研究体相或分子与分子之间的常规化学,凝聚态化学重点关注的是多层次结构的凝聚态物质,主要研究凝聚态物质的化学性质与功能、构筑机制、凝聚态物质之间的反应以及结构与功能间的关系,也是生物矿化研究中特别感兴趣的科学问题。生物矿化是通过有机基质调控无机矿物的生成,构筑具有多层次结构和特殊功能(如保护、传感和运动等)的生物凝聚态物质。研究生物矿化中的化学构筑与结构-功能关系,通过仿生矿化可以设计并制备具有类生物矿物结构和先进功能的仿生凝聚态材料。本文从凝聚态化学的角度介绍生物矿化和仿生矿化领域的概况以及取得的重要成果和新认识,重点综述了本课题组近年来受生物矿化启发,基于无机离子寡聚体的仿生新材料构筑和功能方面的研究成果。相信生物矿化将为新兴凝聚态化学的研究和发展提供良好参考,同时从凝聚态化学的新高度看待和指导生物矿化,也将促进生物矿化研究走向新的台阶。     

生物矿化纳米结构材料与植物硅营养

本文在介绍了生物矿化纳米结构材料化学研究发展的基础上, 着重阐述以细胞膜和细胞壁为模板合成组装纳米尺寸SiO 2 的化学过程。这些生物矿化SiO 2 纳米结构材料研究不仅为近代纳米化学提供了有益启示, 同时也对阐明Si 营养提高植物抗环境胁迫机理有重要参考价值。     

无机材料的仿生合成

生物矿化重要的特征之一是细胞分泌的有机基质调制无机矿物的成核和生长, 形成具有特殊组装方式和多级结构特点的生物矿化材料(如骨、牙和贝壳)。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, 使材料具有优异的物理和化学性能。仿生合成已成为无机材料化学的研究前沿。本文综述了无机材料仿生合成的发展现状。     

生理盐水中牛血清白蛋白与碳酸钙的相互作用研究

珍珠、贝壳和甲壳是生物矿化的产物,具有高强度、高韧性。人们已对它们的组成、结构等进行了大量的研究犤１～４犦。结果表明,它们的主要成分是碳酸钙,但由于含有少量的蛋白质等有机基质,使其结构具有特殊的组装方式,从而显示出与纯碳酸钙迥然不同的优良物理性质和重要的生物功能。另一些研究表明胆结石、尿结石等异常生物矿化产物中也含有一定量的碳酸钙犤５犦。然而生物矿化过程非常复杂,其机理至今尚无统一说法。因此模拟生物矿化过程,了解有机基质在矿化过程中的作用,已成为化学、生物、医学和材料等多学科相互渗透和相互交叉的…     

生物无机固态化学

讨论了在生物体系中生物矿化作用所包含的主要的固态原理，阐述了矿化中三个主要的生物控制因素：结构、空间和化学控制。基于这些原理之上的生物模拟方法将会在无机纳米相的控制合成，大量固体的晶体工程以及有组织的合和陶瓷材料的装配中导致新战略的发展。     

仿生矿化增强材料

近年来,随着材料科学领域的发展,机械性能优异且具有特定功能的有机-无机复合材料成为了研究热点。而天然的生物矿化过程产生了在自然界中分布广泛、结构特征多样性、机械性能优异的天然生物矿物,比如牙齿、骨骼、珍珠、贝壳、海胆刺、海洋红虫颚等。这些天然复合增强材料中的矿化组织结构特点和矿化机理为仿生设计与合成具有特定结构、特定功能和优异机械性能的材料提供了理论依据。通过模拟天然过程的仿生矿化方法,利用有机基质调控无机矿物成核生长为固态矿物,最终能够定向组装具有特定有序结构和先进功能的有机-无机复合材料。本文主要综述了自然界中通过生物矿化过程得到的高强度、高韧性的天然复合增强材料,以及受生物矿化增强现象的启发,在化学与材料仿生矿化合成中出现的一些有机-无机复合的增强材料。     

从生物矿化到仿生矿化：构筑新功能生命体

生物矿化是生命体通过调控无机矿物的成核、取向、生长和组装来制造有机-无机复合材料的过程。借鉴生物矿化的原理,可利用有机基质实现无机材料的可控合成,制备出性能优异的新型复合材料。更有趣的是,将材料和生物体从结构和功能两个层面整合,利用材料-生物之间的协同调控,可构筑出新功能生命体,这也是仿生矿化发展的重要方向。本论文首先介绍生物矿化的基本理论和自然界中的生物矿化现象。随后通过对生物矿物结构和功能的阐述,提出仿生构筑新功能生命体的概念,并系统介绍构筑新型材料-生物体的方法,在此基础上系统总结新功能生命体在环保、能源、医学等领域的应用。最后,针对目前该领域存在的局限和问题展开讨论,对实现智能仿生构筑生命体的研究进行展望。我们认为基于仿生矿化构筑新功能生命体的研究能够推动学科边界不断融合,为材料学、化学生物学、生物无机化学以及医学等领域的发展提供新的方向。     

中国化学会1992年学术活动规划

序一号会议名称时间地点人数筹备单位及负责人第五届无机化学学术讨论会第六届大环化学学术讨论会第七届金属有机化学学术报告会第五届天然有机化学学术讨论会第四届原子光谱分析学术报告会第四届有机微量及痕量分析学术 讨论会第一届生物分析化学学术讨论会高分子学术论文报告会高分子材料形变损伤与 破坏学术讨论会第七届反应性高分子(离子交换 与吸附)学术讨论会第七届裂解色谱学术会议第四届特种应用化学学术讨论会第二届防化学术讨论会食品添加剂化学会议建筑防水材料讲习班1992。101992。4天津昆明杭州北京厦门重庆3001501992。112001…     

生物矿化:无机化学和生物医学间的桥梁之一

生物矿化是生物体制造生物矿物的过程。在自然界中,生物矿物是在有机基质控制下可控有序组装而成的,这就决定了它不同于实验室中合成的普通矿物。单细胞矿化以及生理和病理性矿化,对于人们开展硬组织生物学研究以及生物材料设计合成具有很好的借鉴和启发意义。作为骨骼、牙齿的基本构筑单元,以及其良好的生物相容性和优异的骨牙整合性,磷酸钙纳米颗粒在生物矿物的组装方面和生物硬组织修复、组织工程等方面扮演着重要的角色。另外,受单细胞生物矿化启发的细胞(或病毒)壳化,可以赋予细胞(或病毒)更好的抗逆境能力。本文综述了生物矿化,尤其是单细胞矿化和生理、病理性矿化对生物医学的启示。结合近年来国内外相关研究进展,我们从骨、牙组织修复,细胞(病毒)壳化两个方面分别阐述了生物矿化作为无机化学和生物医学的桥梁作用。深入研究生物矿化的机理以及基于生物矿化的材料合成,对于生理性矿化的仿生修复、病理性矿化的预防治疗以及细胞界面工程等方面都具有重要的启发和实践意义。     

钙硅生物矿化的结构特征及其矿化机制

讨论了生物体系中生物矿化作用的主要原理,阐述了钙,硅化合物被生物体作为生物矿物的原因和生物矿物的形成机制,并着重讨论了钙,硅矿化过程的差异,概括了生物矿物的类型,分析了生物矿物及生物矿化的特征。