生物矿化中的界面能调控

生物小分子及蛋白质乃至细胞通过介入矿物晶体生长过程实现调控，这是从无机材料变成具有特定功能的生物无机纳米材料的关键环节，而实现调控最根本的是调控晶体-液体的界面能量。本项研究用模拟生物矿化系统进行热力学和动力学结合的研究，综合了原子力显微技术，界面测定技术和计算模拟等方法，揭示界面能或台阶能作为最基础的因素，通过对台阶临界长度及相关参数从而改变晶体生长动力学。本项研究以求在界面能热力学基础上解释生物矿化中的动力学控制机制，并进一步在蛋白质及细胞影响下的矿化体系中验证上述的界面控制过程，逐步实现在生物层次上理解生物材料（如骨骼）及其他生物钙化病理（如结石）形成过程中的生物结晶调控过程，同时通过界面能量控制的概念来可以指导仿生功能材料的可设计性，可操作性及可控制性。