金属掺杂草酸钙的结构分析

草酸钙晶体是植物中最常见的生物矿物。它们也以引起人类和动物疼痛的肾结石形式存在。它们在植物中的功能极其多样，涵盖钙储存、针对食草动物的防御机制以及解毒过程。由于含有草酸钙晶体的植物经常暴露于金属环境中，我们在体外研究了此类环境金属与草酸钙的相互作用。我们表明，选定的金属确实会掺入合成草酸钙中，且其在溶液中沉淀时的掺入方式取决于其离子半径。其中一种掺入机制是基于宿主晶胞中其他金属阳离子对钙离子的取代。当掺入原子半径较大的元素时，草酸钙的晶胞会膨胀；而当掺入离子半径小于钙的元素时，晶胞会收缩。在这项系统研究中，我们利用高分辨率同步辐射 X 射线粉末衍射、能量色散 X 射线光谱、电感耦合等离子体原子发射光谱和透射电子显微镜对金属掺杂的草酸钙晶体进行了表征。更好地理解金属掺入矿物宿主的过程，可能会为开发用于解毒过程的新型更高效吸附材料提供途径。