與自然礦物相比,生物礦物往往具有更加出色的性能,如斷裂韌性、浸潤性等,而這些功能很大程度上要歸功于由生物大分子調控形成的復雜的多級結構以及宏觀尺度上的結構有序性。因此仿生礦化的研究有助于幫助人們深入理解生物礦物的礦化機理,為新型多功能材料的制備提供新的方法思路。由于其相對簡單微結構和出色的力學性能,貝殼的珍珠層和棱柱層是目前仿生礦化工作中研究最多的兩種模型。對于珍珠層結構,人們己經(jīng)可以通過各種方式將其制備出來,并且都具有優(yōu)異的力學性能;而對于棱柱層的研究目前還比較少,現(xiàn)有的研究大都是在高分子、自組裝薄膜以及一些天然礦物表面進行直接礦化,然而由于表面成核密度的影響,這些方法很難獲得高度有序的大面積連續(xù)的棱柱狀碳酸鈣薄膜。基于現(xiàn)有的研究,在本論文中,我們提出一種基于種子層外延的礦化方法來制備大面積連續(xù)的、棱柱狀的碳酸鈣薄膜材料。首先在高分子基底上進行預礦化得到一層納米顆粒的種子層;然后在種子層的基礎上進行二次礦化,制備得到了棱柱狀的碳酸鈣薄膜材料。種子層的引入可以有效地提高外延生長的成核密度,從而為實現(xiàn)連續(xù)碳酸鈣薄膜的礦化提供了基礎。通過在礦化過程中加入不同的高分子添加劑,可以有效地調控碳...

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 生物材料
        1.2.1 生物材料簡介
        1.2.2 生物礦物
        1.2.3 高分子在生物礦化中的作用
    1.3 仿生礦化及研究現(xiàn)狀
        1.3.1 仿生礦化簡介
        1.3.2 基于仿貝殼珍珠層結構的仿生礦化研究
        1.3.3 基于仿貝殼棱柱層結構的仿生礦化研究
        1.3.4 過渡層的存在
        1.3.5 競爭生長機制
    1.4 本課題的研究意義及內容
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 研究內容
第二章 種子礦化法來制備棱柱狀碳酸鈣球霰石薄膜材料
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗藥品
        2.2.2 實驗步驟
    2.3 碳酸鈣種子層的表征
        2.3.1 碳酸鈣種子層的結構信息
        2.3.2 PVA退火溫度對于種子層礦化的影響
    2.4 碳酸鈣外延層的結構表征
        2.4.1 碳酸鈣棱柱狀外延層的形貌與晶體學信息
        2.4.2 種子層對于碳酸鈣外延層的影響
    2.5 棱柱狀CaCO₃-SF薄膜的制備
        2.5.1 SF對于棱柱狀碳酸鈣結構的調控作用
        2.5.2 SF濃度對棱柱狀碳酸鈣薄膜結構的影響
        2.5.3 棱柱狀碳酸鈣薄膜的生長機理研究
    2.6 棱柱狀碳酸鈣薄膜的性能研究
        2.6.1 棱柱狀碳酸鈣薄膜力學性能的研究
        2.6.2 棱柱狀碳酸鈣薄膜水下超疏油性能的研究
    2.7 本章小結
第三章 種子礦化法用于曲面基底上碳酸鈣涂層的涂覆及應用
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑
        3.2.2 實驗步驟
    3.3 殼聚糖高分子基底及種子層的表征
        3.3.1 殼聚糖高分子基底的表征
        3.3.2 碳酸鈣種子層的表征
    3.4 碳酸鈣薄膜外延層的表征
        3.4.1 碳酸鈣外延層的結構表征
        3.4.2 高分子添加劑對于碳酸鈣外延層結構的影響
        3.4.3 基于種子礦化法的空間異質結構的礦化
    3.5 平面基底上CaCO₃-PGlu薄膜的性能的研究
        3.5.1 CaCO₃-PGlu薄膜的水下超疏油性能
        3.5.2 CaCO₃-PGlu薄膜的力學性能的研究
    3.6 曲面基底上碳酸鈣的礦化以及在油水分離中的應用
        3.6.1 曲面基底上碳酸鈣的礦化
        3.6.2 油水分離
    3.7 本章小結
第四章 結論與展望
參考文獻
攻讀碩士期間的科研成果
致謝



本文編號：3920336