添加剂通过协同离子缔合过程影响碳酸钙溶液的相行为
化学物理
2020-01-20 v1 材料科学
摘要
无定形碳酸钙（ACC）已在生物矿化中被广泛发现，既作为瞬态前驱体也作为稳定相，但生物体如何精确控制其形成与结晶路径仍不清楚。在此，我们旨在通过研究生物相关添加剂对 ACC 形成的影响，阐明其在碳酸钙溶液相行为中的作用。结果表明，诸如镁（Mg2+）离子之类的二价阳离子以及诸如天冬氨酸（Asp）之类的带负电小有机分子对 ACC 形成几乎无影响。然而，长链聚天冬氨酸（pAsp）显著减小了 ACC 的粒径，但未观察到对 ACC 形成相边界位置的影响。磷酸根（PO43-）离子在减小 ACC 粒径方面更为有效，并将 ACC 形成的相边界移至更低浓度。这些现象可由协同离子缔合过程解释：ACC 的形成仅受那些能够吸引 Ca2+ 离子或 CO32- 离子、且更重要的是在 CaCO30 复合物间引入额外长程相互作用并促进相分离过程的添加剂所影响。这些发现与我们提出的通过旋节线分解形成 ACC 的模型相印证，并提供了生物学如何引导矿化过程更真实的表征。
引用
@article{arxiv.2001.06038,
title = {Additives Influence the Phase Behavior of Calcium Car-bonate Solution by a Cooperative Ion-association Process},
author = {Zhaoyong Zou and Iryna Polishchuk and Luca Bertinetti and Boaz Pokroy and Yael Politi and Peter Fratzl and Wouter J. E. M. Habraken},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.06038},
year = {2020}
}