本项目着力探索和揭示了壳聚糖纳米结构的生长机理,致力研究壳聚糖纳米结构的可控构筑,丰富生物纳米材料的制备方法;并以这些不同形貌的壳聚糖纳米结构作为调控生物矿化的模板,从生物分子的水平去理解并揭示了生物矿化的机制,藉此制备高性能的有机-无机杂化仿生材料。发展了非水体系电化学和自组装合成路径。发现,壳聚糖在分子间(内)氢键的作用下,自发地形成片层状结构,而随外界电压,温度,压力等的变化,壳聚糖趋向按照定向生长机制(oriented attachment),形成一维纳米结构;之后进一步发展了水相体系的电解诱发的生物矿化法,合成了壳聚糖-碳酸钙,石墨烯-碳酸钙的纳米复合膜,研究了他们的生物相容性。研究发现,可控合成纳米纤维网络状壳聚糖-碳酸钙复合膜的机械强度,亲水性等均优于纳米城墙网状的壳聚糖-碳酸钙复合膜,更有利于细胞的粘附,增殖。而石墨烯-碳酸钙的复合纳米膜相对于单独石墨烯膜而言,其细胞相容性更好。再一次表明支撑骨架的表面状况,纳米结构会影响细胞的生长。本项目为发展新型生物纳米材料的制备方法提供了崭新的途径,并促进了化学、材料学、生物和医学等学科的交叉融合。
英文主题词biomaterials; chitosan;calcium carbonate; biomineralization; biomimetic materials