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生物矿化是生物体在特定部位、一定物理化学条件下,依靠有机物质的控制或影响,将溶液中的离子转变成为固相矿物的过程。受生物矿化思想的启发,本论文以人工合成的多聚赖氨酸为模板,在温和的条件下仿生合成二氧化硅空心球。运用扫描电镜(SEM)考察了各物理化学因素对二氧化硅形貌的影响以及合成二氧化硅空心球的条件。另外,利用SEM和激光共聚焦显微镜(LSCM)观察空心球的生长过程,同时结合原子力显微镜(AFM)实时、原位观察硅的矿化过程,探讨多肽分子在生物矿化过程中的作用以及多肽介导下二氧化硅空心球的矿化机理。主要研究内容及结论如下:⑴仿生合成法制备二氧化硅空心球材料及影响因素的探讨我们以多聚赖氨酸为模板,正硅酸乙酯为前驱体,在温和的条件下合成了二氧化硅空心球,并且研究了反应过程中各物理化学因素对硅形貌的影响。研究发现硅材料的形貌易受各物理化学因素的影响,如多肽的分子量、反应物的摩尔质量比、反应体系的pH及缓冲溶液类型。我们发现将分子量为4-15KDa的多聚赖氨酸溶解在室温、pH为7.6的PBS缓冲溶液体系中,与硅酸溶液按摩尔质量比为31.5*10-4:1混合能够制备二氧化硅空心球。该方法操作简便、效率高、重复性好。⑵探讨多肽介导下合成二氧化硅空心球的矿化机理FTIR、EDS和TGA等实验分析表明合成的空心球是PLL/SiO2复合物。SEM和LSCM观察二氧化硅空心球的矿化过程,实验表明二氧化硅空心球形成的“基石”是无定形二氧化硅纳米颗粒,矿化过程是分布进行的。多肽在矿化过程中起模板和催化剂的作用。同时,应用原子力显微镜(AFM)在液相条件下实时、原位观察硅的成核、生长矿化过程,这为二氧化硅空心球的矿化过程提供了更直观的实验数据。另外,对PLL和反应液增加外场力,AFM图像表明多肽在硅矿化过程中起到模板的作用。根据以上实验数据,探讨了多肽介导下二氧化硅空心球的自组装矿化机理,并提出了一个合理的模型图。