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利用生物模板合成具有复杂形态的无机材料
  • 项目名称:利用生物模板合成具有复杂形态的无机材料
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:20473003
  • 申请代码:B0305
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2005-01-01-2007-12-31
  • 项目负责人:齐利民
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:北京大学
  • 批准年度:2004
中文摘要:

受到生物体内生物矿化过程的启发,利用生物模拟的方法来合成具有特定形态与结构的无机(复合)材料受到人们的高度重视,而直接利用一些生物分子及天然生物结构来进行仿生材料合成,可望获得仿生特性更为明显的、具有较为特殊形态或多级有序结构的仿生材料。本项目拟对多糖类生物大分子及若干蛋白质分子在仿生合成中所起的调控作用及模板功能进行较为细致的研究,并尝试对多种具有代表性的天然生物结构进行模板复制,以期合成具有一定实用功能的仿生材料。通过该项研究,试图探索到具有特定形态与结构的新型无机材料及无机-有机杂化材料的简单易行、环境友好的合成途径,并获得有关仿生材料合成的一些规律性认识。

结论摘要:

受自然界生物矿化过程的启发,利用生物模板来合成具有复杂形态的无机材料引起人们的高度重视。本项目对多糖类生物大分子在仿生合成中所起的调控作用及模板功能进行了细致研究,同时研究了基于胶束体系的仿生材料合成和聚合物胶球模板作用下碳酸钙的仿生矿化,取得以下主要进展1. 利用硫酸化葡聚糖的调控作用制备得到规整的十二面体磷酸银晶体,进而以其作为前体模板转化得到新奇的、具有多级有序结构的十二面体Ag笼,还借助于硫酸化葡聚糖的调控作用合成出斜钨铅矿型PbWO4单晶纳米带;2. 分别利用细菌纤维素膜和葡聚糖凝胶作为生物模板复制得到具有较高催化活性的TiO2介孔网络结构、TiO2中空球壳结构及TiO2/碳复合中空球壳结构;3. 在正负混合反胶束介质中实现了系列一维纳米结构及其有序超结构的形貌控制合成并初步揭示了其生长机理,在非离子型表面活性剂胶束溶液中合成了高产率的Se单晶纳米带,在混合胶束溶液中合成出新颖的六角星形PbS纳米晶以及Au纳米带和纳米梳状结构;4. 利用胶体晶体模板法并借鉴生物矿化过程中从无定形碳酸钙到方解石晶体的转化过程,成功制备了新颖的、具有三维有序孔洞结构的方解石型碳酸钙单晶。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 18
  • 12
  • 0
  • 0
  • 2
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