多级微纳米结构碳酸盐矿物合成与组装及其生物矿化意义

发布时间：2021-01-09 15:02

　　自然界中生物矿化是一种普遍现象,许多活的生物都能产生生物矿物。生物成因矿物由于受生物生长和生物大分子的调控作用,与非生物成因的自生矿物和成岩作用形成的矿物相比,往往具有独特的晶体形貌和复杂的组装超结构,这些特征构成其生物成因标志。因此,生物矿物被作为生物标志物,示踪地质圈微生物生态系统的演化和寻找地球早期生命起源以及地外生命信息。碳酸钙是自然界最丰富的生物成因矿物,碳酸钙生物矿化作用已经引起包括矿物学在内的多学科的普遍关注。本论文通过对文石族矿物文石和碳钡矿以及球霰石型碳酸钙变体的自组装聚集体的控制合成与组装,结合系统显微结构、成分分析,揭示高度有序的自组装集合体的形成,可能受被组装亚单元之间内在各向异性的偶极-偶极作用控制,并且这种晶体内在的偶极作用普遍存在于生物矿化和自然界矿化过程中,因此在生物矿物独特形貌和多级有序超结构形成过程,生物基因和晶体化学因素可能协同起作用。其主要成果总结如下:1.对软体动物贝壳显微结构分析研究揭示,在软体动物贝壳珍珠质层（或珍珠母）中,不溶性有机质和文石层交替堆积;同一文石层中,不同文石片之间以及同一文石片中不同的文石纳米晶之间都是按照文石晶体结晶学a... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

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图１．２古新世－始新世热极限时期的富含粘土的沉积物中的巨型矛头状磁铁矿??（Ｓｃｈｕｍａｎｎ?ｅｔ?ａｌ．，?２００８）??３??

解石、海胆骨针方解石、鼠的牙釉质磷灰石；下排：从左到右分别是趋磁细菌磁铁矿、帽贝??的牙齿针铁矿、草萄状黄铁矿（Ｄａｖｉｓ?ｅｔ?ａｌ．?２００１；?Ｂａｚｙｌｉｎｓｋｉ?ａｎｄ?Ｆｒａｎｋｅｌ，?２００３；?Ｓｏｎｅ?ｅｔ?ａｌ．，?２００５）??图１．２古新世－始新世热极限时期的富含粘土的沉积物中的巨型矛头状磁铁矿??（Ｓｃｈｕｍａｎｎ?ｅｔ?ａｌ．，?２００８）??３??

存在的原因。由于三方晶系的方解石是碳酸钙热力学稳定相，因此，与文石和球??霰石相比，方解石广泛地存在于地质、生物作用的环境中。通常条件下，方解石??结晶的热力学稳定形貌为菱面体形，其示意的晶体结构如图１．４ａ所示，晶胞参??数为?ａ?＝?４．９８９?人、ｃ＝?１７．０６２Ａ，ｏｔ?＝?ｐ?＝?９００、丫＝１２〇。，Ｍ簦?枺荩烤蘩胛?牐玻?常罚痢Ｕ?崳?交晶系的文石为碳酸钙的热力学亚稳相，通常结晶为针状或柱状（Ｂｏｅｔｔｃｈｅｒ?ａｎｄ??Ｗｙｌｌｉｅ，１９６８；?Ｊｏｈｎａｎｅｓｓ?ａｎｄ?Ｐｕｈａｎ，１９７１），晶体结构见图?１．４ｂ，晶胞参数为?ａ?＝??４．９５９?Ａ，ｂ?＝?７．９６８?Ａ，ｃ?＝?５．７４１?人，ａ?＝?Ｐ?＝?丫?＝?９０〇，Ｃａ－０?距离为?２．５?Ａ。从它们??的晶体结构示意图不难看出，在它们的结晶学ｃ方向上，Ｃ〇３２－离子和Ｃａ２＋离子??呈层状交替排列。球霰石属于六方晶系，受动力学因素控制，为碳酸钙的热力学??不稳定相（Ｔｕｍｂｕｌ，?１９７３），其晶胞参数为：ａ?＝?４．１３〇Ａ，?ｃ?＝?８．４９〇Ａ，ａ?＝?（３?＝?９０°、??１２０。。同样

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]模型有机分子调控的碳酸钙仿生矿化研究[D]. 官叶斌.中国科学技术大学 2010
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本文编号：2966879