浙江大學(xué)化學(xué)系教授唐?？嫡n題組近日研制出了一種新型材料，它的強度,、韌度都接近天然骨骼,，實現(xiàn)了在納米尺度上類骨結(jié)構(gòu)的仿生制備。相關(guān)成果發(fā)表在材料學(xué)頂尖刊物《Advanced Materials》上,。
據(jù)介紹,，骨骼之所以能成為理想的生物體支架，是因為它同時具備了硬度和彈性,。從電子顯微鏡下觀察,，骨骼有一套非常精巧的結(jié)構(gòu)——一束束的有機膠原蛋白基質(zhì)中“鑲嵌”著一層層無機羥基磷灰石（HAP）晶體，這種多層復(fù)合的結(jié)構(gòu)讓骨骼兼具硬度和抗彎能力,。
“骨骼中的HAP晶體是目前已知生物材料中最薄的晶體,，厚度僅為1至2納米左右，無法通過常規(guī)實驗獲得,。”唐?？到榻B說,，要造出仿生骨，最大的挑戰(zhàn)就是能否在如此微小的尺度下模擬出這種有機—無機復(fù)合結(jié)構(gòu),。
課題組成員在表面活性劑修飾的蛋白質(zhì)溶液中先后加入鈣離子和磷酸鹽,，形成了白色的懸濁液。把這些懸濁物在電子顯微鏡下觀察,，它們具有納米晶體特征,，但又不同于傳統(tǒng)晶體，是由30層左右的蛋白質(zhì)和HAP有序復(fù)合而成,。有機層彷佛房子的鋼筋骨架,，而HAP就如磚瓦。
唐?？嫡f,，實驗結(jié)果顯示，其中每個磷酸鈣層構(gòu)成了完整的HAP晶體薄片且厚度僅為2納米,，有機層厚度也僅為1納米,，它們將相鄰無機層進行緊密連接并保持一定的取向。
實驗人員接著用納米探針技術(shù)檢測獲得的納米材料的力學(xué)特性,。在外力沖擊下,，該仿生骨能夠在保持晶體結(jié)構(gòu)完整性的前提下發(fā)生一定程度的彎曲，而當外力消失,，又像橡皮一樣回復(fù)了原狀,，未見任何損傷,。
據(jù)測算,，這種由HAP為主構(gòu)建的新材料，其彈性遠遠高傳統(tǒng)HAP,，達到甚至超過了普通生物骨的彈性,。“我們可以稱它為一種彈性晶體。”唐?？嫡f,。目前實驗室還能通過改變“仿生骨”的成分調(diào)節(jié)晶體的形狀和尺寸。
據(jù)了解,，國內(nèi)外目前有不少科研機構(gòu)在進行“仿生骨”材料的研究,，一旦能夠投入應(yīng)用，或?qū)⒂兄谥委煿莻?。唐?？当硎荆n題組研究結(jié)果有助于“仿生骨”達到更小尺度的結(jié)構(gòu)復(fù)合,，其生物活性還有待驗證,。（生物谷Bioon.com）
