中國粉體網(wǎng)訊： 碳酸鈣晶體的形成要?dú)v經(jīng)千萬年的地質(zhì)積淀，如果用目前人工方法制造碳酸鈣，往往只能得到微米大小的白色粉末。浙江大學(xué)化學(xué)系教授唐�？祱F(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)最新成果，可以迅速在實(shí)驗(yàn)室里得到厘米尺寸的碳酸鈣晶體大塊材料，并且這些碳酸鈣的制備過程有很強(qiáng)的可塑性，可以像做塑料一樣按照模具形狀長(zhǎng)成各式模樣。
用這種全新方法做出來的材料具有結(jié)構(gòu)連續(xù)、完全致密的特點(diǎn)，在3D打印和物質(zhì)修復(fù)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。這項(xiàng)研究2019年10月17日發(fā)表于《自然》。
“此前，在無機(jī)化學(xué)和高分子化學(xué)領(lǐng)域中材料的制備方法是完全不同的，但我們這項(xiàng)成果打破了兩者界限�！碧祁？到忉尩�，該研究是把傳統(tǒng)有機(jī)聚合的方法運(yùn)用在傳統(tǒng)無機(jī)材料制備上，提出了“無機(jī)離子寡聚體及其聚合反應(yīng)”的新概念，對(duì)傳統(tǒng)學(xué)科具有一定的顛覆性。
研究人員首先提出是否可以找到一種作用力弱一點(diǎn)，但又穩(wěn)定可控的封端劑作為無機(jī)離子反應(yīng)的“終止符”。他想到了易揮發(fā)、毒性小的三乙胺。不過，三乙胺和碳酸鈣離子的相互結(jié)合要有一個(gè)媒介——?dú)滏I，而這些氫鍵在實(shí)驗(yàn)常用的水溶液中不易形成，論文第一作者劉昭明把碳酸鈣水溶液換成了碳酸鈣乙醇溶液，并加入大量三乙胺分子。
通過氫鍵的牽線搭橋，三乙胺分子以快于其他碳酸根離子的速度跑向某處高濃度碳酸鈣離子聚集體，搶先占領(lǐng)它們繼續(xù)聚集或長(zhǎng)大的有利位置，阻斷它與外界其他碳酸鈣的聯(lián)系。
因?yàn)槿野芬讚]發(fā)，所以寡聚體與寡聚體直接聚合相連，只需在濃縮寡聚體后晾干，即可像塑料類似的方式進(jìn)行聚合生長(zhǎng)。
“實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵點(diǎn)在于合適的封端劑、合適的溶劑�！眲⒄衙髡f。
因?yàn)闊o機(jī)離子寡聚體可控聚合具備仿生生長(zhǎng)的功能，不留“疤痕”不易脫落，能夠真正達(dá)到“修舊如舊”的效果，所以在修復(fù)領(lǐng)域也大有可為。“由于磷酸鈣是牙齒和骨頭的主要成分，因此我們的應(yīng)用研究首先聚焦在生物礦化組織的再生上�！边@其實(shí)也解釋了為什么通過磷酸鈣寡聚體可以實(shí)現(xiàn)牙釉質(zhì)的再生。
來源：
《中國科學(xué)報(bào)》 (2019-10-18 第1版 要聞)
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光）
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