生物矿化

第1章 生物中的矿物

1.1 天然生物矿物的种类

1.1.1 碳酸钙

1.1.2 磷酸钙

1.1.3 氧化铁与硫化铁

1.1.4 硅石类

1.2 几种典型的天然生物矿物

1.2.1 贝壳的结构与高韧性

1.2.2 鱼耳石

1.2.3 骨

1.2.4 牙

1.2.5 病理结石

1.2.6 象牙

1.2.7 蛋壳

1.2.8 棘皮动物

1.3 天然生物矿物的形貌特征

1.3.1 对称性破坏

1.3.2 生长方向调节

1.3.3 有机支架

1.3.4 囊泡在硅藻和放射虫矿化中的作用

1.3.5 多细胞生物

1.3.6 讨论

1.4 天然生物矿物的结构特征

1.4.1 分级结构

1.4.2 预构建

1.4.3 高度有序的自组装

1.4.4 多级过程

参考文献

第2章 生物矿化中的结晶原理

2.1 晶体生长基础

2.1.1 结晶过程中的热力学

2.1.2 成核

2.1.3 成核动力学

2.1.4 晶体生长动力学

2.1.5 纳米组装

2.1.6 前驱相和相转化

2.2 生物矿化的调控途径

2.2.1 晶体与台阶的形貌

2.2.2 生物矿化中的晶面识别

2.2.3 生物矿化中的晶体生长

2.3 界面能量控制

2.3.1 界面能和晶体生长

2.3.2 接触角和Young's公式

2.3.3 界面能和生物结合界面

2.3.4 界面能和相转化

2.3.5 相转化动力学控制

2.3.6 晶体组装的控制

2.4 纳米溶解

2.4.1 溶解过程中的台阶行为

2.4.2 纳米颗粒的稳定性

参考文献

第3章 有机基质调控生物矿化

3.1 有机基体作为机械构架

3.2 大分子和有机基质——一个普适的模型

3.3 有机基质诱导成核

3.3.1 界面处的分子识别

3.3.2 静电积累

3.3.3 表面形貌

3.3.4 结构匹配——几何模型

3.3.5 立体化学模型

3.4 有限反应空间中的化学合成

3.4.1 囊泡

……

第4章 生物矿化的细胞调控

第5章 生物矿化与基因调控

第6章 牙釉质的发育及其生物矿化

第7章 病理性矿化I——与骨质减少和血管钙化有关的生物矿化

第8章 病理性矿化Ⅱ——结石与牙的病理矿化

第9章 光合生物体内的二氧化硅

向人体内钙化学习——写在书后

索引

本书对生物矿化的过程、原理及相关研究作了较全面的介绍，其中不仅包括对天然矿物、 矿化过程及机理的基本介绍，并对植物的生物硅化作了特别介绍。同时，本书介绍了国家自然科学基金项目对生物矿化的一些最新研究成果，如生物矿化的细胞调控和基因调控的相关内容，最后对病理矿化、仿生矿化模拟作了简要介绍。本书对天然材料(骨骼和牙齿等)、仿生材料、复合新材料的研究领域中有关生物矿化的工作能起较好的参考和指导作用。本书在第1版的基础上作了修订，相对于第1版新增加了病理结石、牙本质矿化过程与细胞活动、牙釉质的发育及其生物矿化、光合生物体内的 二氧化硅等内容。本书面对广大的材料科学、生物工程、化学、医学等领域的研究人员。对纳米医药课题有兴趣的人员，也是本书潜在的读者群。