仿生纳米材料的设计与未来

自然合成了大量结构复杂、性能优越的有机、无机或有机无机杂化材料。这些材料与常规材料相比有着特殊的物理性质,从而造就了生物体各种奇异的功能。随着纳米技术的发展,研究发现许多生物体的特殊能力都与纳米技术息息相关。自然是一个先进的合成工厂,不断制造出具有各种奇异功能的生物体。而这些功能的实现,往往要依靠基本物质单元在微尺度上的有序或无序组装。对这些材料的探索和研究,为人们在微尺度上的仿生开辟了新的道路。本文针对仿生纳米材料的研究近况,展望此类材料的设计与未来发展趋势。

聚合物控制模拟生物矿化

近年来,受自然启发的合成思路已日益引起广泛的重视。本文综述了运用各种不同的分子模板对无机晶体的生物矿化过程,多种无机晶体生长和无机-有机复合材料的形貌与结构的调控作用以及分子模板与外界静态模板的协调控制效应等方面的最新进展。重点讨论简单的有机添加剂如水溶性功能聚合物及表面活性剂等对无机晶体晶化的模板效应及其在复杂无机结构形成过程中的相互协同作用、在混合溶液体系中的新的影响效应等。讨论了模拟生物矿化方法在构筑新颖无机纳米材料及无机-有机复合材料的新途径及其自组装机理。目前的研究进展表明,通过选择合适的分子模板和外界静态模板、适当的合成微环境和运用合适的自组装机制,有可能实现对所有无机晶体的形貌控制和复杂杂化结构的合理构筑。展望了这些尺度可控而结构特殊等级材料潜在的重要应用价值。