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无定形态是生物矿化中重要的中间体, 许多因素都对转化过程有影响. 在过去的仿生矿化研究中, 人们通常关注于温度以及有机高分子添加剂等因素的影响. 然而粘度, 作为溶液的一种重要物理性质, 它对无定形相转化的影响往往被人们所忽略, 但真正的生物矿化过程恰恰是在一定的黏度环境条件下进行的. 为了研究黏度对无定形碳酸钙相转化过程的影响, 本文采用乙醇、乙二醇、二甘醇以及聚乙二醇系列(分子量分别为200、400、600)等惰性溶剂与水以5:1的体积比混合, 得到不同黏度的混合液. 然后将15 mg人工合成无定形碳酸 钙粉末加入10 mL的上述溶液中, 超声分散1小时, 再加入2毫升水置于30 ℃, 120 r/min的摇床中, 间隔一定的时间取样. 经过离心沉淀, 乙醇洗涤以及真空干燥得到样品. 再采用傅里叶红外和X射线衍射、扫描电子显微镜等手段表征样品, 以研究无定形碳酸钙的相转化过程, 从而揭示黏度对转化过程的影响. 实验发现: 黏度对无定形碳酸钙的结晶转化过程有重要影响. 在同一种分散剂体系中, 结晶度随时间的延长而不断增加; 在不同的体系中, 相同时间内, 结晶度随黏度的增加而降低. 这是因为在粘度大的体系中, 离子扩散速度受到制约, 从而影响了晶体的生长, 延缓了无定形碳酸钙的转化. 随着反应时间的延长, 高粘度体系中的无定形碳酸钙也逐渐结晶. 另外, 黏度对最终产物的形貌也有一定影响, 低黏度体系中得到的是典型的菱形方解石, 随着黏度的增大, 产物棱角越来越不明显, 在高黏度的聚乙二醇600中, 得到的是椭球形的方解石, 而且随着粘度的增大, 产物趋向于团聚. 实验结果表明: 实验介质, 特别是介质的黏度, 虽然过去没有得到重视, 但它在生物矿化的相转化过程中起到重要的作用, 高黏度的介质可以有效地抑制无定形碳酸钙向方解石的转化过程. 除此之外, 产物的形貌、尺寸等其他性质也受到溶剂黏度的影响. 相似文献
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