纳米材料的仿生合成课件

第三章

纳米材料的仿生合成1PPT课件第三章

纳米材料的仿生合成1PPT课件材料的仿生合成：

结构仿生

功能仿生

过程仿生

2PPT课件材料的仿生合成：

结构仿生

功能仿生矿化材料

无机纳米材料的仿生合成（软模板法）复合纳米材料

3PPT课件仿生矿化材料3PPT课件这些美丽的画中是什么?珊瑚4PPT课件这些美丽的画中是什么?珊瑚4PPT课件贝壳（生物矿化材料）5PPT课件贝壳（生物矿化材料）5PPT课件生物矿化材料=矿物质+有机基质（多糖、蛋白等）如骨，牙=羟基磷灰石(纳米)+胶原蛋白，磷蛋白胶原蛋白——一类糖蛋白，水溶性差作用：构成矿化组织的支持结构

磷蛋白——可溶性蛋白,富含天冬氨酸,磷酸丝氨酸,

与Ca2+结合力强作用：引起和指导矿化

不溶性多糖几丁质和蛋白质富有天冬氨酸等酸性氨基酸的可溶蛋白珍珠=碳酸钙+有机基质

(壳角蛋白)方解石文石6PPT课件生物矿化材料=矿物质+有机基质不溶性多糖生物分子诱导碳酸钙纳米颗粒的形成示意图

YYYYAspAspAspCa2+CO32-天冬氨酸界面分子或离子识别成核7PPT课件生物分子诱导碳酸钙纳米颗粒的形成示意图YYYYAspAspA生物矿物的特点

具有特殊的高级结构和组装方式；具有特殊的理化性质和生物功能;

天然的生物高分子/无机复合材料.珍珠的层状结构8PPT课件生物矿物的特点具有特殊的高级结构和组装方式；珍珠的层状结生物矿化的4个阶段1）有机基质的预组织（超分子预组织）：在矿物沉积前构造一个有组织的反应环境，该环境决定了无机物成核的位置。有机基质的预组织是生物矿化的模板前提，预组织原则是指有机基质与无机相在分子识别之前将识别无机物的环境组织的愈好，则它们的识别效果愈佳,形成的无机相愈稳定。该阶段是生物矿化进行的前提。9PPT课件生物矿化的4个阶段1）有机基质的预组织（超分子预组织）2）界面分子识别分子识别表现为有机基质分子在界面处通过晶格几何特征，静电电势相互作用，极性，立体化学互补，氢键相互作用，空间对称性和形貌等方面影响和控制无机物的成核的部位，结晶物质的选择，晶形，取向及形貌等。10PPT课件2）界面分子识别10PPT课件3）生长调制（化学矢量调节）

无机相通过晶体生长进行组装得到亚单元，同时形状，大小，取向和结构受有机基质分子组装体的控制；由于实际生物体内矿化中有机基质是处于动态的所以在时间和空间上也受有机基质分子组装体的调节。在许多生物体系中，分子构造的第三个阶段即通过化学矢量调节赋予了生物矿化物质具有独特的结构和形态的基础。11PPT课件3）生长调制（化学矢量调节）11PPT课件4）外延生长（细胞水平调控与再加工）

在细胞参与下亚单元组装成更高级的结构。该阶段是造成天然生物矿化材料与人工材料差别的主要原因，而且是复杂超精细结构在细胞活动中进行最后的修饰的阶段。12PPT课件12PPT课件(-)无机纳米材料的仿生合成

将生物矿化的原理引入到无机材料的合成中，以有机物的组装体为模板（软模板），去控制无机物的形成。制备具有独特的显微结构特点的无机材料，使材料具有优异的物理和化学性能。13PPT课件(-)无机纳米材料的仿生合成将生物矿化的1.生物模板

近年来在纳米结构生物材料制备技术研究中，从仿生构思出发的模板技术引人注目，生物模板可以选择生物分子（氨基酸、蛋白质、多糖、DNA等）、植物体、微生物、病毒等。

14PPT课件1.生物模板近年来在纳米结构生物材料制备技术

构成蛋白质的氨基酸有20种；-氨基酸不变部分可变部分

除甘氨酸和脯氨酸外，其他均具有如上结构通式，各种氨基酸的区别在于侧基R基上。

氨基酸的结构通式（1)生物小分子氨基酸模板15PPT课件构成蛋白质的氨基酸有20种；-氨基酸不变部分可变部分

净电荷+10-1

正离子两性离子负离子

pH<pIpH=pIpH>pI

等电点

氨基酸的两性电离及等电点(IsoelectricpointpI)

16PPT课件净电荷+1Controloverthecrystalphase,shape,sizeandaggregationofcalcium

carbonateviaaL-asparticacidinducingprocess

Biomaterials25(2004)3923–3929

天冬氨酸模板17PPT课件Controloverthecrystalphase实验部分CaCl2(20ml，0.5mol/L)L-Asp-CaCl2

2.NaCO3(20ml，0.5mol/L)+L-Asp-CaCl2(缓慢加入)CaCO33.对比实验。上述实验中不加L-Asp，以便分析L-Asp对CaCO3结晶的影响.4.CaCO3沉淀用去离子超纯水洗涤，离心，干燥，测试5.QCM测定(石英振荡微天平)记录频率变化,分析模板（Asp）的诱导作用不同量L-Asp(0,5,10,15,20,30,40mg)超声溶解37℃SEMXRD18PPT课件实验部分CaCl2(20ml，0.5mol/L)AspCa2+CO32-界面离子识别成核AspCa2+Asp-CaCO319PPT课件AspCa2+CO32-界面离子识别成核AspCa2+AspResultsanddiscussion1）InvestigationofCa2+/L-AspcomplexationwithQCMAQCMhasbeenusedasamasssensorforawidefieldofapplicationsinchemistry,biologyandenvironmental,foodandclinicalanalysis.ItsresonantfrequencydecreaseswiththeincreaseofmassontheQCMelectrodeinananogramlevel.20PPT课件Resultsanddiscussion1）InvesFig.1.Frequencyshifts(ΔF)asafunctionoftheAsp/Ca2+complextime.Fig.2.Frequencyshifts(ΔF)asafunctionoftheL-AspconcentratonatCa2+concentration0.01mmol/ml.QCM:研究Ca2+和L-ASP之间相互作用21PPT课件Fig.1.Frequencyshifts(ΔF)aFig.3.XRDpetternsofCaCO3inthepresenceofAspwithdifferentconcentration:(),---diffractionpeakofcalcite;(),*----diffractionpeakofvaterite.(a)CAsp=0.0mg/ml;(b)CAsp=0.25mg/ml;(c)CAsp=0.5mg/ml;(d)CAsp=1.5mg/ml.2)XRDpattern22PPT课件Fig.3.XRDpetternsofCaCO3iFig.4.Theratiooftheintensitiesforthe104calcitepeakIc,and110vateritepeakIvasafunctionoftheAspconcentration.XRD二次图二次图很重要23PPT课件Fig.4.TheratiooftheintensFig.5SEMimagesofcalciumcarbonatepolymorphscrystalsgrowninthepresenceofdifferentconcentrationl-Asp:(a)amorphouscalcitecrystalsgrowninreactionsolutionwithoutAsp;(b)layeredandrhombohedralcalcitecrystalsgrowninreactionsolutioncontaining0.25mgofAspperml

3)SEMimagesofcalciumcarbonatepolymorphscrystalsgrowninthepresenceofdifferentconcentrationl-Asp24PPT课件Fig.5SEMimagesofcalcium（c）vateritesphereandlayeredandrhombohedralcalcitecrystalsgrowninreactionsolutioncontaining0.5mgofAspperml25PPT课件（c）vateritesphereandlayere(d)vateritespheralcrystalandafewcalcitecrystalgrowninreactionsolutioncontaining0.75mgofAspperml;(e)allvateritespheralcrystalsgrowninreactionsolutioncontaining1.0mgofAspperml;and(f)vateritespheralcrystalsgrowninreactionsolutioncontaining1.5mgofAspperml.

先拍摄整体,再局部放大;选择均匀具有代表性的部分拍摄;注意同一体系不同形貌的颗粒,在一张图上尽可能形貌相同,均一;26PPT课件(d)vateritespheralcrystalaFig.6TEMimagesofvateritespheralcrystalsgrowninreactionsolutioncontaining1.5mgofAspperml.(a)Scalebar300.0nm(b)Scalebar50.0nm.27PPT课件Fig.6TEMimagesofvateritesAccordingtoclassicalGibbsfreeenergyformula,thedrivingforcefortheformationofstablevaterite(ΔGv)isgivenbytheequationasfollows:

Gv=-RTg/nS……（1）

whereR,TgandSaregasconstant,absolutetemperatureandsupersaturation,respectively.

AccordingtotheGibbs–Thomsonformulaofclassicalnucleationtheory:

J=Aexp[-B(InS)-2]……（2）whereJandSarenucleationrateandsupersaturation,AandBareconstants,respectively.4)Formationmechanismofthenanoparticles用到的热力学公式：28PPT课件AccordingtoclassicalGibbsfFig.7TheSchemeOfGrowth-andFusion-limitedAssumptionFormationmechanismoftheporousnanoparticles29PPT课件Fig.7TheSchemeOfGrowth-anConclusion1.ThereisstronginteractionbetweenCa2+andL-AspandCa2+/L-Aspcomplexationactsastheorganictemplatetoinducethenucleationofcalciumcarbonatecrystal.2.WiththecontrolofL-Asp,vateritecanbeformedandisabletomaintainitsstabilitycomparedwiththecrystalsformedintheabsenceofL-Asp.3.L-Asprealizesitscontroloverthenucleationandthegrowthofcrystallizationintermsofincreasingtherateofnucleationandlimitingthegrowthofcrystal.Theassumptionofgrowth-andfusion-limitedaggregationmechanismcaninterprettheformationofnanoscalehierarchicstructureandtheporoussphereofvaterite.30PPT课件Conclusion1.Thereisstrongi

Crystalgrowthofcalciumcarbonatewithvariousmorphologiesindifferentaminoacidsystems不同氨基酸模板(含两个羧基,两个氨基,一个羧基和一个酚羟基,一个羧基和一个巯基)

(DL-Asp,L-Lys,L-Tyr,and

L-Cys)JournalofCrystalGrowth,285（2005）436-443

31PPT课件Crystalgrowthofcalciumc实验部分TheprecipitationofCaCO3wascarriedoutatroomtemperature.Acertainamountoffourkindsofaminoacid（L-Cys,L-Tyr,DL-AspandL-Lys）andaminoacid/Mg2+wereaddedintoCa(NO3)2aqueoussolutions(5mmolL-1)respectively,themolarratioofeverykindofaminoacidtoCawas1:1andthatofMg2+toCa2+was4:1.AdjustedthesolutiontopH7.0byusingHClandNaOHdilutedsolution,andthenNa2CO3solution(250ml,5mmolL-1)wasjoinedintothepH-adjustedsolutionunderstirring.Continuestirringforabout10min,thentheglassbeakerwassealedandthesolutionwasagedfor1dbeforeitwascentrifugalized.TheobtainedCaCO3wasrinsedwithdistilledwaterandanhydrousalcoholatleastfivetimes,thencentrifugalized,driedandcollectedforthedeterminationofSEM,FT-IRandXRD.32PPT课件实验部分TheprecipitationofCaCO3不同氨基酸体系中调控碳酸钙晶体生长的研究R-C-COOH（氨基酸）+Ca（NO3）溶液

NH2CaCO3CaCO3CaCO3

干燥样品

加入Na2CO3溶液缓慢搅拌搅拌10分钟封口静置24h依次用二次水、无水乙醇洗涤三次FT-IRSEMXRD33PPT课件不同氨基酸体系中调控碳酸钙晶体生长的研究R-C-COOH（氨

Fig.1SEMimagesofCaCO3particlesobtainedinpurewatersolution,pH7.0.34PPT课件Fig.1SEMimagesofCaCO3pFig.2SEMimagesofCaCO3particlesobtainedinthepresenceofdifferentaminoacidsystems.(a)L-Cys,(b)L-Tyr,(c)DL-Asp,(d)L-Lys,aminoacid/Ca=1:1(molarratio),pH7.0.35PPT课件Fig.2SEMimagesofCaCO3partFig.3FT-IRspectraofCaCO3particlesobtainedinthepresenceofdifferentaminoacidsystems.(a)L-Cys,(b)L-Tyr,(c)DL-Asp,(d)L-Lys,aminoacid/Ca=1:1(molarratio),pH7.0.红外分析需观察:1）谱带位置的变化;2）谱带强度的变化;3）谱带半峰宽的变化;4）谱带数目的变化(包括新峰的产生,老峰的消失,峰的分裂等,还可对红外谱图进行二次处理,包括二阶导,退卷积,曲线拟合)36PPT课件Fig.3FT-IRspectraofCaCO3pFig.4XRDpatternsofCaCO3particlesobtainedinthepresenceofdifferentaminoacidsystems.(a)L-Cys,(b)L-Tyr,(c)DL-Asp,(d)L-Lys,aminoacid/Ca=1:1(molarratio),pH7.0.分析:同一物质不同的晶型有不同的XRD谱,与标准卡片(JCPDSNo.…..?)对照;晶体优先生长的”面”;对于纳米颗粒,可从峰强看出其纳米颗粒的结晶程度;对于球形纳米颗粒,可根据公式计算颗粒的大小:Scherrerformula:L=K/cosKistheScherrerconstant,isthewavelengthofX-ray,,arethehalfwidthofpeakandhalfoftheBraggangle,respectively.

可以根据公式计算C,V的含量:Λ比例常数,取决于组成成分37PPT课件Fig.4XRDpatternsofCaCO3pa由XRD图可见，L-酪氨酸体系中得到的碳酸钙是方解石和球霰石的混合物，这与FT-IR分析结果一致根据公式：再由实验数据分析得到：求得L-酪氨酸体系中方解石和球霰石比例为1:1，球霰石含量50%；DL-天冬氨酸中方解石和球霰石比例为1:3.85，球霰石含量约80%；L-赖氨酸中方解石和球霰石比例为1:19.8，球霰石占95%以上。38PPT课件由XRD图可见，L-酪氨酸体系中得到的碳酸钙是38PPT课件Fig.1SEMimagesofCaCO3particlesobtainedfromdifferentMg2+/Ca2+molarratiosystems.(a)1:1;(b)2:1;(c)4:1;(d)8:1.Insetoftoprightcornerin(b)showedahighmagnificationofanintactspinosesphere

TheroleofMg2+andMg2+/aminoacidincontrollingpolymorphandmorphologyofcalciumcarbonatecrystalMaterialsChemistryandPhysics101(2007)87–9239PPT课件Fig.1SEMimagesofCaCO3partFig.5SEMimagesofCaCO3producedindifferentMg2+/aminoacidsystematpH7.0.(a)L-Cys,(b)L-Tyr,(c)DL-Asp,(d)L-Lys,ThemolarratioofMg2+toCa2+toaminoacidwas4:1:1.氨基酸/镁离子体系调控碳酸钙晶体生长研究

40PPT课件Fig.5SEMimagesofCaCO3prod结论

综上所述，四种氨基酸都诱导方解石和球霰石的形成，而且按照L-胱氨酸、L-酪氨酸、DL-天冬氨酸、L-赖氨酸的顺序，诱导球霰石的形成能力依次增强。氨基酸和其他的羧酸类添加剂一样，对碳酸钙晶体的调控作用源于它和钙离子之间的配位作用，而球霰石的稳定存在源于氨基酸在碳酸钙表面的吸附作用。氨基酸与钙离子之间的配位作用越强，它在碳酸钙表面的吸附作用越强，从而更加有效的抑制了球霰石向方解石的转变，最终产物中球霰石的含量也就越高。41PPT课件结论综上所述，四种氨基酸都诱导方解

生物体中的大分子物质主要有DNA、蛋白质和糖。特定的识别功能在三种生物高分子中都存在:其中DNA的识别信息最为丰富,可以表现为两股DNA通过碱基互补形成双螺旋或单股DNA与蛋白质的相互作用等;蛋白质的识别主要表现为抗体和抗原之间的识别;而糖类在细胞的识别过程中发挥重要的作用。通过特定的分子及体系设计,使无机

NPs同一定的生物大分子相互识别,进而进行纳米尺度以上的分级有序组装,不仅在连接生物和无生命体系的界面方面具有重要意义,而且在生物技术、信息材料等领域有潜在的应用前景。

(2)生物体大分子模板42PPT课件

生物体中的大分子物质主要有DNA、蛋白质和糖。特定

多羟基的醛或多羟基的酮及其缩聚物和衍生物的统称

糖类的概念多糖模板43PPT课件多羟基的醛或多羟基的酮及其缩聚物糖类的概念多糖模板4

纤维二糖作模板气相扩散法Ca2+溶液,气相法通入CO2(碳酸钙的制备方法有多种)44PPT课件纤维二糖作模板气相扩散法44PPT课件

Fig.1.SEMimagesofCaCO3particlesobtainedinpurewateranddifferentconcentrationsofcellusiosesolutionsystems:(a)purewater,(b)cellusioseconcentration:0.2%,(c)cellusioseconcentration:0.4%。45PPT课件Fig.1.SEMimagesofCaCO3paFig.2.XRDpatternsofCaCO3particlesobtainedinpureWateranddifferentcelluioesaqueoussolutionsystems:(a):purewater,(b)cellusioseconcentration:0.2%,(c)cellusioseconcentration:0.4%利用公式计算C和V的含量46PPT课件Fig.2.XRDpatternsofCaCO3pa葡聚糖为模板控制合成文石型碳酸钙高等学校化学学报，2004（8）：1403-140647PPT课件葡聚糖为模板控制合成文石型碳酸钙高等学校化学学报，2004（依据生物矿化的基本原理,在动态条件下以葡聚糖为模板,采用仿生的方法控制合成了具有独特形貌并含有少量葡聚糖的碳酸钙复合材料.结果表明,所得CaCO3

为文石晶型,外貌类似菜叶.进一步的研究发现,在CaCO3

结晶过程中葡聚糖与CaCO3

之间存在超分子相互作用,并讨论了这种作用的可能机理.48PPT课件依据生物矿化的基本原理,在动态条件下以葡聚糖为模板,采用形貌与结构表征:X射线粉末衍射(XRD)扫描电子显微镜(SEM)傅里叶变换红外吸收光谱(FTIR)电导率测定热重-差热分析49PPT课件形貌与结构表征:49PPT课件Na2CO35mm无水CaCl25mm

将5.30g（0.05mol）粉末状无水Na2CO3

和5.55g（0.05mol）无水CaCl2

分别平铺于250mL大烧杯和100mL小烧杯底部，再将小烧杯置于大烧杯中，然后分别向两个烧杯中缓慢地加入纯水和一系列不同质量分数（0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%和1.0%）的葡聚糖溶液。当纯水或葡聚糖溶液加至将小烧杯淹没，并使液面高于小烧杯上沿约5mm之后，将反应体系在（25±1）℃恒温条件下静置结晶10d，然后对各反应体系抽滤，并将所得晶体分别用纯水和无水乙醇洗涤3次,在40℃恒温下真空干燥48h。+纯水和葡聚糖溶液

实验部分50PPT课件Na2CO35mm无水CaCl25mm将5.30

Fig.1SEMimageofthecrystalsformedinwater(enlarge3000times)Fig.2SEMimageofthecrystalsformedin0.5%glucansolution(enlarge3000times)51PPT课件Fig.1SEMimageofthecrysta

Fig.3TheXRDpatternofthecrystalsformedinglucansolutionPeakswithaletter“a”arethediffractionpeaksofthearagonite.52PPT课件Fig.3TheXRDpatternofthe热重-差热分析：葡聚糖溶液中所得晶体在200℃左右有放热峰出现，同时样品失重，这是由于样品中所含的葡聚糖燃烧所致。随着葡聚糖浓度的增大，样品的失重稍有增加。在质量分数为0.1%～1.0%葡聚糖溶液中所得到的晶体，其葡聚糖的质量分数在0.4%～2.8%之间变化，说明进入晶体中的葡聚糖随葡聚糖溶液含量的增加稍有增加。如质量分数为0.5%的葡聚糖溶液中所得的晶体在200～310℃温度范围内有一缓慢的放热峰，样品持续失重约为2.2%，说明其中葡聚糖含量为2.2%，这个含量与鲍鱼贝壳中的有机组分含量十分相近，表明所得晶体为CaCO3葡聚糖复合材料。53PPT课件热重-差热分析：53PPT课件c(CaCl2)/k1(CaCl2)/k2(CaCl2-(△k=k1-k2)/c(CaCl2)/k1(CaCl2)/k2(CaCl2-(△k=k1-k2)/(mol·L-1)(mS·cm-1)glucan)/(mS·cm-1)(mol·L-1)(mS·cm-1)glucan)/(mS·cm-1)(mS·cm-1)(mS·cm-1)0.012.582.240.340.058.367.380.98

0.024.233.710.520.069.958.931.020.035.594.810.780.0710.719.401.310.046.485.620.86由表中列出的电导率测定结果可看出，与纯CaCl2

溶液的电导率相比，CaCl2-葡聚糖混合溶液的电导率明显下降，下降值随Ca2+浓度的增加而增大，分别从0.34到1.31mS/cm不等,表明Ca2+

与葡聚糖之间有相互作用，以致于降低了Ca2+

的迁移速度，从而降低了电导率，这种相互作用可能是葡聚糖对CaCO3晶体成核和生长造成影响的原因之一。Table1ConductivityofCaCl2andCaCl2-glucan电导率测定结果:54PPT课件c(CaCl2)/k1(CaCl2)/动态红外光谱测定结果通过对比葡聚糖(左图谱线a)与Ca2+-葡聚糖的FTIR光谱图(左图谱线b)发现，葡聚糖分子中的O-H键的伸缩振动峰和弯曲振动峰均发生了位移，前者由3450cm-1位移至3441cm-1，后者由1421，1371和1346cm-1分别位移到1413，1364和1329cm-1处。羟基红外光谱的改变可归因于葡聚糖与Ca2+之间存在配位相互作用，这可能是上述电导率降低的本质。由此可推测，Ca2+与葡聚糖的作用位点主要在葡聚糖分子的—OH基团上。

FTIRspectrarelativetoglucana.Pureglucan;b.Ca2+-glucan.GrowingTime/d:c.3;d.6;e.9;f.12.55PPT课件动态红外光谱测定结果通过对比葡聚糖(左图谱线a)与Ca2葡聚糖影响CaCO3结晶的作用机理

与纯水体系的结果相比,在葡聚糖存在下所得CaCO3

的晶型和晶貌完全不同，这显然是由于葡聚糖对CaCO3

结晶的成核和生长产生诱导造成的。电导率测定结果表明，葡聚糖对CaCO3结晶的控制可能首先是通过与Ca2+的配位作用来实现的，而FTIR

结果则表明，葡聚糖与Ca2+的作用位点是在葡聚糖分子中的-OH官能团上。

β-1，3-葡聚糖的每个葡萄糖残基在螺旋轴方向上的间距约为0.313nm，这正好与文石型CaCO3的Ca2+-Ca2+距离(0.3～0.65nm)相近，这种主-客体的立体结构匹配性可能是在葡聚糖诱导下得到文石晶体的主要原因，也可能是葡聚糖作为CaCO3结晶模板的本质所在。综上所述，可推测葡聚糖影响CaCO3结晶的作用机理：葡聚糖的-OH与Ca2+之间的强烈相互作用，使Ca2+沿葡聚糖螺旋轴间隔聚集，从而吸引CO32-形成介稳态的文石型CaCO3晶核，这种作用模拟了生物矿化作用中的矿物相的配位环境，反映了无机材料与有机基质之间结构和立体化学互补性的特定要求，使得沿葡聚糖螺旋方向的CaCO3

具有文石型晶体所要求的较高局域过饱和度，降低了文石型CaCO3的成核活化能，从而使文石型晶体优先成核和取向生长。因此无机物/有机物间的静电匹配和立体化学互补是葡聚糖作用的本质。56PPT课件葡聚糖影响CaCO3结晶的作用机理与纯水体系的

生物膜双模板（灯芯草）同时诱导合成硒半导体多臂纳米棒和纳米条(3).天然生物膜模板57PPT课件生物膜双模板（灯芯草）同时诱导合成硒半导体多臂纳米棒和纳

实验目的

利用生物膜双模板，通过模板控制，尝试同步诱导合成Se半导体一维纳米材料。实验试剂

实验试剂：KBH4含量94%、Se粉含量99.95%、分析纯；NaAc、无水乙醇、HAc，均为分析纯；灯芯草58PPT课件实验目的利用生物膜双模板，通过模板控实验步骤在氮气的保护下，将干燥的灯芯草浸在0.2mol/LKHSe溶液的烧杯中(0.048gKBH4,0.072gSe溶解在20mL蒸馏水)3h.2.将浸泡后的灯芯草从含Se2-离子溶液中取出,用蒸馏水淋洗后,转入盛有pH=5的NaAc-HAc缓冲溶液中,保证每50ml溶液中浸泡不超过10根灯芯草，将烧杯敞口置于空气中静置24h.3.待灯芯草表面布满棕红色絮状物后取出，依次用水和乙醇洗涤，小心的用玻棒将灯芯草内、外部的产品转入盛有无水乙醇的烧杯中.59PPT课件实验步骤在氮气的保护下，将干燥的灯芯草浸在0.2mol/L(a)灯芯草整体形貌(b)导管的内外不同形貌实验结果图1灯芯草SEM图像60PPT课件(a)灯芯草整体形貌(b)导管的内外不同形貌实验结果图1灯

右图是在灯芯草外部得到的产物TEM照片。可以看到利用灯芯草的生物膜的外部结构作为模板，合成了直径为60nm、臂的长度分别为1.5μm左右、形貌为规则“个”字行的Se纳米棒。产物的电子衍射图片显示产物为单晶结构。61PPT课件右图是在灯芯草外部得到的产物TEM照片。61PPT课电子衍射分析:

1.多晶--衍射环,可指认相应晶面

2.单晶—衍射斑点,可指认相应晶面

3.无定形—无明显衍射环和点62PPT课件电子衍射分析:

1.多晶--衍射环,可指认相应晶面

2.单晶

右图是在灯芯草内部得到的产物TEM照片。由图可看出，利用灯芯草的生物膜的内部结构为模板，可合成直径为150nm、长度为1000~1100nm左右，形貌极其规则的Se纳米条。电子衍射照片中全部出现了清晰的衍射斑点，说明内部产物是单晶结构。63PPT课件右图是在灯芯草内部得到的产物TEM照片。由图可Se纳米材料的XRD图a.内部产物

b.外部产物64PPT课件Se纳米材料的XRD图a.内部产物b.外部产物64PPT课XRD分析结论

通过X射线粉末衍射表征，图中所示的衍射峰均可认为六方相的硒，a=0.437c=0.495nm,表征结果与JCPDS

卡NO.6-0362基本一致。65PPT课件XRD分析结论通过X射线粉末衍射表征，图中所示的衍射峰实验条件的选择

实验条件的选择对具有取向生长纳米材料的生成、反应的进行以及产物的形貌有一定的影响。其中最重要的是选择溶液体系，本实验所用的缓冲溶液能够抵抗外加的少量酸、碱影响而保持自身的pH值不发生显著的变化，并且pH值能够影响物质的晶化行为。

pH值过小，将不能为生物膜提供适合反应的环境；pH值过大，则会影响反应产物的形貌。本实验经过酸碱条件探索，发现pH=5~6时，为反应最佳条件。由于生物膜的特殊活性，温度以室温适宜。66PPT课件实验条件的选择实验条件的选择对具有取向生合成机理探讨67PPT课件合成机理探讨67PPT课件（4）植物模板Fig.1.PhotographsofSBS(a),SBS/Fe2+/Fe3+(b),SBS/Fe3O4(c)andtheSBS/Fe3O4fragmentsinavialunderexternalmagneticfield(d).Thesolutionsareallpurewater.Greensynthesisofsoyabeansprouts-mediatedsuperparamagneticFe3O4nanoparticlesJournalofMagnetismandMagneticMaterials,322(2010)2938–294368PPT课件（4）植物模板Fig.1.PhotographsofGreensynthesisofsilvernanoparticlesusingCapsicumannuumL.extractGreenChem.2007,9,852-858

Thispaperdescribesausefulmethodtogeneratesilvernanoparticlesandalsohassomeadvantagesoverthetraditionalmethods.

69PPT课件GreensynthesisofsilvernanoFig.1(a)UV-visspectraofthesolution(I)recordedasafunctionoftime;theinsetistheUV-visspectrumofCapsicumannuumL.extract.(b)Plotoftheintensityofthesurfaceplasmonresonanceat440nmagainstthereactiontime;theinsetsarephotosofthesolutionchangeswithreactiontime(A,B,CandDat0,5,9and11h,respectively).70PPT课件Fig.1(a)UV-visspectraoft71PPT课件71PPT课件Rapid,room-temperaturesynthesisofamorphousselenium/proteincompositesusingCapsicumannuumLextractNanotechnology2007,18,40510172PPT课件Rapid,room-temperaturesyntheFigure1.SEMimagesofCaOxaprecipitatesobtainedindifferentsystemsafter5hofreaction:(a)withoutE.coli,(b)withE.coli(0.5wt.-%).Theinsetin(a)isamagnification.Figure2.XRDpatternsofCaOxaprecipitatesobtainedindifferentsystemsafter5hofreaction:(a)withoutE.coli,(b)withE.coli(0.5wt.-%).ThepeaksofCODarelabeledwithanasterisk.Eur.J.Inorg.Chem.,2007,3201-3207.

TheRoleofEscherichiacoliformintheBiomineralizationofCalciumOxalateCrystals

（5）细菌作为模板73PPT课件Figure1.SEMimagesofCaOxaFigure3.SEMimagesofCaOxaprecipitatesobtainedintwosystemsatdifferentreactiontimes:(a)–(d)concentrationofCaOxaof2.5×10–2withagingtimesof5min,30min,3h,and3d,respectively,with0.5wt.-%E.coli;(e),(f)concentrationofCaOxaof2.5×10–3andagingtimesof3hand3d,respectively,with0.5wt.-%E.coli.Figure4.XRDpatternsofCaOxaprecipitatesobtainedintwosystemsatdifferentreactiontimes:(a)–(d)concentrationofCaOxaof2.5×10–2withagingtimesof5min,30min,3h,and3d,respectively,with0.5wt.-%E.coli;(e),(f)concentrationofCaOxaof2.5×10–3andagingtimesof3hand3d,respectively,with0.5wt.-%E.coli.ThepeakslabeledwithanasteriskcorrespondtoCOD.74PPT课件Figure3.SEMimagesofCaOxaFigure5.TEMimagesoftheproductsobtainedbydryingthereactionsolutioncontaining2.510–3CaOxaand0.5wt.-%E.coliafteragingfor12h[(a):CaOxa-centeredarea;(b):bacteria-centeredarea]andelectron-diffraction(ED)patternsofthecrystalsobtained[(c):CaOxa-centeredarea;(d):bacteria-centeredarea].Thearrowsin(b)pointtoCaOxacrystalsgrownincellsofE.coli.Figure6.FTIRspectrumofCaOxaparticlesobtainedfromthereactionsolutioncontaining2.5×10–3CaOxaand0.5wt.-%E.coliafteragingfor12h.Theinsetshowsthemagnificationofthebandslocatedat1618and1640cm–1.ThepeaklabeledwithanasteriskistheamideIbandoftheE.coliproteins.75PPT课件Figure5.TEMimagesoftheprFigure7.(a)SDSdatashowingtheproteinsthatwereoriginallyboundtothesurfaceoftheCOMcrystalsgrowninthepresenceofE.coli.(b)UV/VisspectrumoftheproteinsobtainedbytreatmentofCOMcrystalsgrowninthepresenceofE.coliwithNaOCl.Figure8.ZetapotentialoftheE.colisecretionsinaqueoussolution(E.coli:0.5wt.-%).Figure9.FTIRspectraof(a)E.coliaqueoussolution(E.coli:0.5wt.-%)and(b)E.coli/CaCl2aqueoussolution(E.coli:0.5wt.-%;CaCl2:510–3).TheamideIandIIbandsoftheE.coliproteinsarelabeledwithanasterisk.76PPT课件Figure7.(a)SDSdatash审稿人对该文章的评价ThispaperdemonstratedtheinfluenceofE.colionthenucleationandgrowthofcalciumoxalateandattemptedtoprovideaguideforclinicalresearch.Itisasmarttopicthatcouldbeofinteresttomanyresearchfieldssuchasbiomineralization,crystalgrowthandclinicalresearch.Thepaperiswellpresented,couldbeacceptedforpublicationinEur.J.Inorg.Chem.

77PPT课件审稿人对该文章的评价ThispaperdemonstraInfluenceofBacillussubtilisonthegrowthofcalciumoxalateFig.1SEMimagesofCaOxcrystalsobtainedindifferentconditions:(a,b)withoutB.subtilis,(c,d)withB.subtilis.Photographs(b)and(d)arehighermagnificationphotographsof(a)and(c)respectively.Cryst.Res.Technol.,2007,42(9):881-885.78PPT课件InfluenceofBacillussubtilisSemiconductorNanohelicesTemplatedbySupramolecularRibbonsEliD.Sone,EugeneR.Zubarev,andSamuelI.StuppAngew.Chem.Int.Ed.,2002,41:1705—1709(6)高分子模板树枝状高分子作为模板79PPT课件SemiconductorNanohelicesTempStupp等人发现经过特殊设计的嵌段大分子能自组装形成螺旋的带,CdS纳米晶可以沿着螺旋带的一个面定向生长,最终形成CdS的纳米螺旋。80PPT课件Stupp等人发现经过特殊设计的嵌段大分子能自组装形成螺旋的Thedendronrodcoils(DRC)moleculesinvestigatedcanhydrogenbondinhead-to-headfashionthroughdendronsegmentsandself-assembleintonanoribbons,thuscausingthegelationofvariousorganicsolvents.Fromcrystallographicstudiesonmodelcompoundsitcanbeinferredthateachribbonisheldtogetherbyhydrogenbondsbetweenhydroxyandcarbonylgroupsofthehydrophilicdendronsegmentsandπ-πstackinginteractionsofthearomaticrodsegments.StuppreportedpreviouslythattheDRCnanoribbonstendtobeflatindichloromethane,withaconsistentwidthof10nmandathicknessof2nm.81PPT课件Thedendronrodcoils(DRC)molFig.1Bright-fieldTEMmicrographsofDRCnanoribbonsformedinEMA:a)unstainedsamplepreparedfroma5wt.%geloftheDRCinEMA;b)helicalnanoribbonsafteradditionofmineralizationprecursor(1.5wt.%ofa0.2solutionofCd(NO3)2·4H2OinTHF).Theinsetshowsschematicrepresentationsoftwisted(left)andcoiled(right)helicalmorphologies.Mostoftheribbonsinthemicrographshowdarkparallelbandsacrossthewidthofthestructure,spaced15±25nmapart.Thispatternisconsistentwiththedensityprojectionofatwistedribbon,asopposedtoacoiledstructure(Figure1a,inset).Onewouldexpecttoseeazigzagpatterninprojectionforacoiledstructure.Furthermore,thewidthoftheparallelstripesintheTEMimageisapproximately3nm,whichcorrespondsmorecloselytothethicknessratherthantothewidthoftheflatribbonsinCH2Cl2.82PPT课件Fig.1Bright-fieldTEMmicrogrFig.2TEMmicrographsofCdSprecipitatedingelsoftheDRCinEHMA:a)helicalnanostructureofCdSwithapitchof40±50nm;b)thickerhelicalstructureswithapproximatelythesamepitchasthehelixinFigure2a.TheinsetshowstheelectrondiffractionpatterncorrespondingtotheCdSzincblendestructure.Thelighterstripevisiblealongtheaxisofthesehelicesmaybetheresultofthelowercontrastgeneratedbythecoreofthehelix.ThestructureinFigure2ashowsthezigzagpatternonewouldexpectfroma2Ddensityprojectionofacoiledhelix(Figure1a,inset),withapitchofapproximately40±50nm.Furthermore,thepeaksandvalleysoftheperiodicpatternaredarkerthantherestofthematerial.Thickerhelicalstructures,withwidthsrangingfrom35±100nmandlengthsofuptotwomicronswerealsofound(Figure2b).Theperiodofthesestructuresisalso40±50nm,whichsuggeststhattheyresultwhenstructuressuchastheoneshowninFigure2amineralizefurther.Electrondiffractionstudies(Figure2b,inset)confirmedthatthemineralisCdSwiththezincblendestructure,ascharacterizedbyringscorrespondingtothe{111},{220},and{311}reflections83PPT课件Fig.2TEMmicrographsofCdSpRepresentativeTEMimagesofAgnanocrystalsobtainedatdifferenttimeintervalsofagingafterreaction.

Eur.J.Inorg.Chem.,2006,4658

银纳米单晶棒（7）Keggin离子作为模板Size-and-shapecontrolledSynthesisandAssemblyofSilverNanocomplexinUV-irradiatedTSAsolution84PPT课件RepresentativeTEMimagesofASynthesisofControllable-SizeCore–ShellSe@AgandSe@AuNanoparticles

inUV-IrradiatedTSASolutionEur.J.Inorg.Chem.,2007,1128–113485PPT课件SynthesisofControllable-SizeFigure6.(A,B)RepresentativeTEMimagesrecordedfromdrop-coatedfilmsofL-Arg-TSAandD-Arg-TSAsolution,respectively.(C,D)RepresentativeTEMimagesrecordedatdifferentmagnificationsfromadrop-coatedfilmoftheAg-Arg-TSAcolloidalsolution.(E)TheelectrondiffractionpatternobtainedfromthenanoparticlesshowninpanelD