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目录1

第1章　生物矿物与生物矿化1

1.1　生物矿物的分布1

1.1.1　碳酸钙3

1.1.2　磷酸钙3

1.1.3　含铁矿物4

1.1.4　植物体内的硅化物6

1.2　生物矿物的结构和特征7

1.2.1　生物矿物的结构7

1.2.2　生物矿物的特征13

1.3　生物矿物中的有机基质及其调控作用15

1.3.1　生物矿物中的有机基质15

1.3.2　有机基质对矿物的调控作用16

1.3.3　生物矿化的过程23

1.4.1　骨的病理矿化26

1.4　病理矿化26

1.4.2　动脉硬化30

1.4.3　泌尿系结石33

1.4.4　胆结石38

参考文献40

第2章　DNA、多糖、蛋白质和细菌模板对生物矿化的调控46

2.1　DNA模板46

2.1.1　对硫化镉的调控47

2.1.2　对四氧化三铁的调控49

2.1.3　对硫酸钡的调控50

2.1.4　对氯化镁的调控50

2.1.5　对二氧化硅的调控51

2.2　多糖模板55

2.2.1　对碳酸钙和磷酸钙的调控55

2.2.2　对含铁矿物的调控58

2.2.3　对二氧化硅及硅酸盐的调控59

2.2.4　对纳米硒的调控59

2.2.5　对金属和金属氧化物生长的调控62

5.1　概述 163

2.3.1　对矿物结晶取向的调控64

2.3　蛋白质模板64

2.3.2　对矿物晶相的调控65

2.3.3　对矿物形貌的调控68

2.3.4　对无机纳米粒子的调控72

2.4　细菌模板74

2.4.1　对正常矿化的调控74

2.4.2　对病理矿化的调控79

参考文献83

第3章　囊泡、微乳和胶束体系中生物矿化的模拟87

3.1　囊泡、微乳和胶束的组装原理87

3.2　囊泡体系89

3.2.1　囊泡及其准备89

3.2.2　囊泡中磷酸钙的矿化91

3.2.3　囊泡中碳酸钙的矿化95

3.2.4　囊泡中草酸钙的矿化96

3.2.5　囊泡模板诱导其他无机矿物生长100

3.3　微乳液101

3.3.1　微乳液简介101

3.3.2　微乳液的制备101

3.3.3　微乳液中矿物的生长102

3.4　胶束105

3.4.1　胶束简介105

3.4.2　胶束制备及影响因素105

3.4.3　胶束调控矿物晶体生长106

3.5　反胶束106

3.5.1　反胶束简介106

3.5.2　反胶束的制备及影响因素107

3.5.3　反胶束调控矿物晶体生长107

参考文献109

4.1.1　单分子膜及其制备112

4.1　单分子膜及其调控下矿物生长的特征112

第4章　单分子膜体系中生物矿化的调控112

4.1.2　单分子膜调控下矿物生长的特征113

4.2　成膜材料及其对矿物晶体生长的调控作用118

4.2.1　成膜材料118

4.2.2　亲水头基对晶体生长的调控120

4.2.3　疏水尾链对晶体生长的调控125

4.3　单分子膜调控无机晶体的生长126

4.3.1　对碳酸钙矿物的调控126

4.3.2　对磷酸盐矿物的调控129

4.3.3　对草酸钙矿物的调控134

4.3.4　对硫酸铜晶体的调控141

4.3.5　对硫化铅和硫化镉晶体的调控144

4.3.6　对硫酸钡和氯化钡晶体的调控147

4.3.7　调控铁矿物晶体的生长152

4.4　单分子膜调控有机晶体的生长154

4.4.1　诱导氨基酸晶体生长154

4.4.2　诱导蛋白质晶体生长155

4.4.4　调控有机晶体生长的主要机理157

4.4.3　调控有机晶体生长的参数157

4.5　存在问题及前景158

参考文献159

第5章 自组装膜体系中生物矿化的模拟163

5.2 自组装膜的结构和组装164

5.2.1　自组装膜的结构164

5.2.2　自组装膜的组装164

5.3 自组装膜对生物矿物的调控168

5.3.1 自组装膜诱导下晶体生长的特征168

5.3.2 自组装膜诱导碳酸钙晶体生长170

5.3.3 自组装膜诱导磷酸钙晶体生长174

5.3.4 自组装膜诱导纤铁矿生长179

5.3.5 自组装膜诱导草酸钙晶体生长181

5.4.1 自组装膜调控氨基酸晶体生长182

5.4 自组装膜对有机晶体的调控182

5.4.2 自组装膜调控生物大分子晶体生长184

5.4.3 自组装膜调控其他有机晶体生长185

参考文献186

第6章　凝胶体系中生物矿化的模拟188

6.1　凝胶体系188

6.1.1　凝胶体系及其特点188

6.1.2　不同凝胶体系的比较189

6.2　凝胶体系对生物矿物的调控189

6.2.1　对磷酸钙生长的调控189

6.2.2　对碳酸钙生长的调控192

6.2.3　对草酸钙生长的调控196

6.2.4　对碳酸钡生长的调控202

6.3　影响凝胶中矿物晶体生长的因素203

参考文献204

7.1　仿生的概念206

第7章　生物矿化在仿生材料合成中的应用206

7.2　基于生物矿化原理的仿生207

7.3　仿生生物矿物材料208

7.3.1　仿贝壳珍珠层材料208

7.3.2　仿骨材料210

7.3.3　仿牙材料210

7.4　仿生生物陶瓷涂层211

7.4.1　羟磷灰石和磷酸钙仿生涂层211

7.4.2　草酸钙仿生涂层214

7.4.3　其他仿生涂层215

7.5　仿生纳米材料217

7.5.1　仿羟磷灰石纳米材料218

7.5.2　仿碳酸钙纳米材料218

7.5.3　利用DNA模板仿生制备金属纳米线219

7.6　结束语222

参考文献222