生物“纳米精细结构”的生物矿化仿制及其“自调节质子捕捉”仿生性能的应用

生物矿化是指通过有机分子和无机离子界面相互作用，从分子水平控制无机矿物的生长，形成生物矿物特殊的多级结构和组装方式，从而具有一些人们难以想象和梦寐以求的特殊功能和性质。本项目采用生物矿化这一新技术来仿生复制自然生物矿物的"纳米精细结构"，并利用这些特殊的结构所具有的特殊功能如"自调节质子捕放"来展开应用研究。首先是仿制生物矿物的"纳米精细结构"：1，合成一系列具有特殊的高级分级结构的无机功能纳米材料：利用氨基酸生物模板形成高级结构自组装体，进而诱导有机-无机界面反应来实现；2，设计合成更精细和复杂的"纳米氧化硅图案"材料：利用聚氨基高分子生物模板对硅酸硅氧聚合的絮凝影响来实现生物矿物的纳米精细结构仿制；然后，利用酶催化探针反应考察产品的"自调节质子捕捉"仿生性能，在温和条件下实现分子水平的质子捕捉。最终开发出一系列清洁有效廉价的合成路线来制备具有其优异的仿生性能的仿生纳米功能无机材料。