2014年2月JOUＲNALOFSYNTHETICCＲYSTALSFebruary，2014糯米浆对仿生碳酸钙形貌的影响刘强，刘勋，裴重华(西南科技大学四川省非金属复合与功能材料重点实验室，省部共建国家重点实验室培育基地，绵阳621010)摘要:以糯米浆为有机调控物质，二氧化碳提供碳源仿生制备出多种形貌的碳酸钙晶体。探索了矿化时间、钙离子浓度对碳酸钙晶体形貌和晶型的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IＲ)和X射线衍射仪(XＲD)对制备的碳酸钙表观形貌及结构进行表征。扫描电镜结果表明:以糯米浆为有机调控物质，钙离子浓度和矿化时间对碳酸钙晶体的形貌有一定的影响;XＲD及FT-IＲ图谱表明制备的碳酸钙晶型为方解石和球霰石。关键词:糯米浆;仿生合成;碳酸钙:O78文献标识码:A:1000-985X(2014)02-0443-07EffectofStickyＲiceSlurryontheMorphologyofBiomimeticCalciumCarbonateLIUQiang，LIUXun，PEIChong-hua(StateKeyLaboratoryCultivationBaseforNonmetalCompositesandFunctionalMaterials，SouthwestUniversityofScienceandTechnology，Mianyang621010，China)(Ｒeceived25September2013，accepted5December2013)Abstract:Calciumcarbonateswithdifferentmorphologieswereobtainedinthepresenceofstickyriceslurrybygasdiffusionmethod．TheinfluenceoftheconcentrationofCa2+andreactiontimeonthemorphologyandpolymorphofCaCO3crystalswereresearched．ThemorphologyandstructureofCaCO3sampleswerecharacterizedbyScanningElectronMicroscopy(SEM)，FourierTransformInfraredspectroscopy(FT-IＲ)，X-raydiffraction(XＲD)．TheconcentrationofCa2+andreactiontimehadcertaineffectonthemorphologyofCaCO3crystalsobtainedinthepresenceofstickyriceslurry，whichcouldbeseenfromSEMimages．ThepolymorphofsampleswerecalciteandvateriteconfirmedbyXＲDandFT-IＲ．Keywords:stickyriceslurry;biomimeticsynthesis;calciumcarbonate1引言自然界存在各种各样的生物矿化材料，如骨骼、贝壳、珍珠、牙齿、珊瑚等。而碳酸钙作为常见的生物矿化材料的无机成分，广泛存在于软体动物的外壳，它的晶型分为球霰石、文石、方解石三类，稳定性逐渐增强［1］。贝壳中的珍珠层是一种备受关注的天然矿化碳酸钙材料，它是由厚度为0．5μm左右的文石碳酸钙(95vol．%)与有机生物大分子(多糖与丝心蛋白)层层堆叠而成［2，3］。由于珍珠层特有的“砖墙式”结构，使其具有优异的力学性能和良好的表面光洁度以及其他一些特殊功能，特别是其令人叹服的韧性(抗断裂收稿日期:2013-09-25;修订日期:2013-12-05基金项目:四川省非金属复合与功能材料重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地开放基金(11zxfk21)作者简介:刘强(1986-)，男，四川省人，硕士研究生。E-mail:zyliuqiang217@sina．com通讯作者:裴重华，教授。E-mail:peichonghua@swust．edu．cn功)，是普通文石的1000倍，硬度是后者的2倍［4］。与人工合成的复合材料相比较，天然的生物矿化材料具有特殊的结构和组装方式［5］。受珍珠层特殊结构和优异力学性能的启发，仿生学应运而生。科研工作者模仿生物矿化的过程，通过添加蛋白质、多糖、氨基酸、镁离子、人工合成聚合物等晶体改性剂来调控碳酸钙的形貌，为进一步探索生物矿化的机理提供一些论据，并以期获得类珍珠层结构的人工复合材料［6-12］。例如胡艳丽等［13］以鸡蛋清为添加剂，获得了叠层状的碳酸钙;同样采用气体扩散法，在鸡蛋清溶液中获得了精细层状结构的碳酸钙［14］。俞书宏等［15］用多肽类共聚物作为碳酸钙晶体生长的改性剂，以二甲基甲酰胺和环己醇为溶剂获得层状和多孔状的碳酸钙。糯米作为人类重要的粮食资源之一，其主要成分为支链淀粉，因而具有柔软和粘性等特点。关于它的应用研究要追溯到南北朝时期，由其构成的糯米灰浆作为一种成熟的传统灰浆技术，广泛应用于中国古代建筑。Yang等［16］为了寻找一种可用于古建筑修复的灰浆材料，对糯米灰浆技术进行研究，发现由糯米浆和碳酸钙组成的有机-无机复合灰浆材料对于古建筑的修复具有重要意义。糯米浆作为一种天然多糖物质，...