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尽管人们已经成功地依据生物诱导的方法合成出了形貌各异的碳酸钙晶体,沿特定晶体方向的一维方解石单晶结构的合成及形成机理却鲜有报道.本工作首次在PAA和方解石基底的共同作用下成功地合成了取向的方解石微米柱状结构.微米柱的形成与合适的PAA浓度及方解石基底的存在紧密相关.其中,PAA起着暂时稳定液滴状或无定形前体粒子的作用,而方解石基底控制着前体粒子的取向堆积及晶化,进而促进一维碳酸钙的形成(图1).TEM实验表明气体扩散法反应2天在方解石(104)基底上形成的纳米纤维为PAA-Ca的复合物.用原位AFM对混合法制备的碳酸钙一维结构的形成过程进行了实时的观察和表征,发现一维碳酸钙的形成是纳米粒子在基底的作用下取向聚集而成.此外,通过简单的降低反应物的浓度,得到了具有三角形横截面的碳酸钙多面体粒子阵列.从原位AFM实验结果可以发现,尽管一维碳酸钙与碳酸钙多面体粒子在形貌上有较大差异,然而却都经历了纳米粒子的取向聚集、融合和表面重组装过程.在本工作的研究体系中,对反应条件做简单的改变可以得到两种形貌迥异的碳酸钙微结构一方解石一维柱状结构及多面体粒子阵列,原位AFM研究表明这两种结构的碳酸钙都是通过纳米粒子取向聚集的介晶形成机理形成.这一研究结果对揭示生物体内在大分子如多糖、多肽或蛋白作用下,具有相似多级微结构的生物矿物的形成有一定意义.