中文摘要：

本研究模拟自然界珍珠层类生物矿化材料的组装过程，以高分子膜自组装与该膜诱导下无机物的结晶过程交替进行，实现珍珠层形成过程中有机大分子分泌调控与晶体受控生长周期性交替进行的精确模拟，得到远程结构有序的仿生矿化复合材料。所采用的聚电解质逐层吸附自组装制备高分子膜的技术简单，膜制备过程和膜结构可控性强，可以通过设计组装高分子的链结构，将不同类型的配体引入自组装膜的表面，形成规则的预构造，在膜－水界面选择性识别无机离子，控制无机晶体的成核、生长和形貌。解决了L-B膜和基体负载有机单分子膜制膜条件苛刻、成膜分子种类不丰富以及随模拟矿化过程的进行，膜结构对结晶的调制作用逐渐变弱的问题。实现了过程模拟制备仿生矿化材料，为生物矿化模拟提供了一种新的策略，为仿生矿化材料的制备提供了一种可行的方法。

结论摘要：

本研究采用多种手段模拟生物矿化材料的组装过程以PDAC/PSS高分子膜自组装与该膜诱导下钙盐结晶过程交替进行，实现珍珠层形成过程中有机大分子分泌调控与晶体受控生长周期性交替进行的精确模拟，得到远程结构有序的仿生矿化复合材料。其中PDAC/PSS聚电解质膜诱导过饱和溶液中CaCO3结晶表明膜表面的正电荷与负电荷具有不同调控结晶作用，说明诱导结晶过程中静电作用为形貌特征的主要控制因素之一。pH为影响模拟体液中羟基磷灰石诱导结晶形貌的关键因素，pH变化引起多种形态晶体的出现。采用聚异丙基丙烯酰胺水凝胶及其与聚氨基酸组装体模拟生物矿化中的有机质，诱导饱和溶液中碳酸钙的结晶，可以看出，基体表面的性质，以及聚氨基酸的序列结构、构型都在晶体的形成及生长调控中起重要作用。微生物矿化生成Fe3O4及MnSO4的in vivo研究结果表明，固态变价金属如铁锰金属氧化物的微生物矿化过程中，吸附在固态电极表面的细胞起在矿化过程中起主导作用，而浮游在溶液中的细胞在还原固态电子受体上几乎没有任何贡献。