分極無機材料と有機高分子との協調作用による階層構造を持つ炭酸カルシウム材料の創製

极化无机材料与有机聚合物协同作用创建具有分级结构的碳酸钙材料

基本信息

批准号：
23921003
负责人：
和田徳雄
金额：
$ 0.38万
依托单位：
Tokyo Medical and Dental University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-23921003/
关键词：
カルサイト電気的分極結晶成長

项目摘要

1研究目的:分極基板(カルサイト単結晶)による局所電場を切り口として有機添加物との協調作用により制御された階層構造を有する炭酸カルシウム複合体材料の創製。2研究方法:炭酸カルシウム複合体を創製する方法としの実験系はCaCl_2-(NH_4)_2CO_3systemを用い、反応時間は48時間とした。分極基板としてはカルサイト単結晶のそれぞれ特徴的なCa^<2+>イオン、CO_3^<2->イオンの配置を示す(00.1)面、(10.0)面とへき開面である(10.4)面の3種類を用いた。これらの基板を直流電場5kVcm^<-1>、温度400℃で1時間、電気的分極処理を行った。添加有機物としては,ポリアスパラギン酸(分子量5千-1万5千)とポリグルタミン酸(分子量2千-1万5千)を用いた。分極面が正あるいは負に帯電した面をそれぞれP面、N面と略し、未分極な面を0面と記す。3研究成果:(1)ポリアスパラギン酸(PAsp)添加において、基板の種類に限らず階層構造の薄膜が形成した。階層構造は基板から平坦で破断面が柱状構造を示す層、その上に半球状で破断面が扇状構造を示す層で構成されていた。FTIR分析により、柱状構造はカルサイトを主としたバテライトとの混晶で、扇状構造はアラゴナイトで構成されていた。また、柱状構造のPAsp含有量は扇状構造より多かった。柱状構造は基板の種類によらずN面で優勢に形成し、特に(00.1)面でその膜厚は最大3.5μmに達した。扇状構造の厚さはPAsp添加量が増加するにしたがって減少する傾向があった。この二種類の構造の境界は明確であった。この構造の違いはPAspの立体構造に関係すると思われる。(2)ポリグルタミン酸(PGlu)添加において、基板の種類によらず階層構造の薄膜は形成しなかった。幾何学選択作用が働いたカルサイト柱状晶集合体による薄膜が形成した。柱状結晶は先端のファセットからc軸方向に成長したことが判った。膜形成は(1)と同様にN面で優勢であった。その膜厚は最大4.0μmに達した。(3)分極基板による局所空間電場は結晶成分の物質輸送と酸性高分子の立体構造を制御する。

1 研究目的：利用极化基底（方解石单晶）产生的局部电场，通过有机添加剂的协同作用，创建具有分级结构的碳酸钙复合材料。 2研究方法:制备碳酸钙配合物的实验体系为CaCl_2-(NH_4)_2CO_3体系,反应时间为48小时。偏振基底为(00.1)面，显示方解石单晶的特征Ca^<2+>离子和CO_3^<2->离子构型，(10.0)面和(10.4)面，其为使用了三种类型的解理面。将这些基板在5kVcm ^ -1 的DC电场和400℃的温度下进行电极化处理1小时。作为添加的有机物，使用聚天冬氨酸(分子量5,000～15,000)和聚谷氨酸(分子量2,000～15,000)。带正电或带负电的极化面分别称为P面和N面，非极化面称为0面。 3 研究结果：（1）当添加聚天冬氨酸（PAsp）时，无论基材类型如何，都会形成具有分级结构的薄膜。分层结构由从基材开始平坦且断裂面具有柱状结构的层和其上方的半球形且具有扇形断裂面的层组成。 FTIR分析表明，柱状结构是以方解石和球霰石为主的混晶，扇形结构主要由文石组成。此外，柱状结构的PAsp含量高于扇状结构。无论基板的种类如何，柱状结构都主要形成于N面，特别是(00.1)面的膜厚最大达到3.5μm。随着PAsp添加量的增加，扇形结构的厚度呈减小趋势。这两种类型的结构之间的界限是明确的。这种结构差异似乎与PAsp的三维结构有关。 (2)当添加聚谷氨酸(PGlu)时，无论基板的类型如何，都不会形成分级结构的薄膜。方解石柱状晶聚集体在几何选择作用下形成薄膜。可知柱状晶体从前端的端面向c轴方向生长。 N 面上成膜占主导地位，与 (1) 类似。膜厚最大达到4.0μm。 (3)偏振基板产生的局部空间电场控制晶体组分的传质和酸性聚合物的三维结构。