Bioprocess-inspired synthesis of multilayered chitosan/CaCO3composites with nacre-like structures and high mechanical properties

材料科学 复合数 碳酸钙 复合材料 微尺度化学 化学工程 方解石 韧性 壳聚糖 聚丙烯酸 纳米技术 聚合物 矿物学 化学 数学教育 工程类 数学
作者
Yidi Li,Hang Ping,Zhaoyong Zou,Jingjing Xie,Weimin Wang,Kun Wang,Zhengyi Fu
出处
期刊:Journal of Materials Chemistry B [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:9 (28): 5691-5697 被引量:10
标识
DOI:10.1039/d1tb01061a
摘要

The formation of natural structures found in biological systems is wonderful and can be completed at ambient temperatures in contrast to artificial technologies wherein harsh conditions are common prerequisites. A new research direction, "bioprocess inspired manufacturing", is proposed for fabricating advanced materials with novel structures and functions. Nacre consists of an ordered multilayer structure of crystalline calcium carbonate lamellae separated by organic layers exhibiting mechanical toughness, which transcends that of its constituent components. Inspired by the nacre formation process, a microscale additive manufacturing mineralization method is proposed for achieving a multilayered organic-inorganic layered structure. In this work, layered calcite was synthesized on the surface of chitosan (CS) films at room temperature under the coordinated control of magnesium ions (Mg2+) and polyacrylic acid (PAA). The CS films and layered calcite are sequentially assembled in a layer-by-layer deposition approach to form an organic-inorganic hybrid structure. The nacre-like chitosan/CaCO3 (CS/CaCO3) composites exhibit high transparency and underwater superoleophobicity. Impressively, the hardness (2.35 ± 0.03 GPa) and Young's modulus (58.1 ± 0.5 GPa) of the as-prepared (CS/CaCO3) composites are comparable to those of their biological counterparts. This study provides a rational bioprocess-inspired room-temperature mineralization method to develop advanced composite materials with good performance.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Jabowoo完成签到,获得积分10
刚刚
ZHI发布了新的文献求助10
2秒前
hua完成签到,获得积分10
2秒前
lu完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
奋斗的若烟完成签到,获得积分10
6秒前
李爱国应助灰灰采纳,获得10
8秒前
10秒前
直率心锁完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
传统的寒凝完成签到,获得积分10
12秒前
洋洋完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
科研通AI6.1应助ZHI采纳,获得10
13秒前
爱吃香菜的哆啦A梦完成签到,获得积分10
14秒前
清爽的毛衣完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
滴滴如玉完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
15秒前
别闹闹完成签到 ,获得积分10
15秒前
糕糕完成签到 ,获得积分10
16秒前
xmhxpz完成签到,获得积分10
16秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
17秒前
勤恳冰淇淋完成签到 ,获得积分10
17秒前
ljj722完成签到,获得积分10
19秒前
cookiezhu01完成签到 ,获得积分10
19秒前
鱼鱼完成签到 ,获得积分10
19秒前
哈哈完成签到,获得积分10
19秒前
chen发布了新的文献求助10
19秒前
勤奋尔冬完成签到 ,获得积分10
19秒前
QY完成签到,获得积分10
20秒前
苏以禾完成签到 ,获得积分10
20秒前
23333完成签到,获得积分10
21秒前
文承龙完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
英勇雅琴完成签到 ,获得积分10
22秒前
23秒前
xrf完成签到,获得积分10
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
Cummings Otolaryngology Head and Neck Surgery 8th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5765051
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5558090
关于积分的说明 15407090
捐赠科研通 4899903
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2636091
邀请新用户注册赠送积分活动 1584299
关于科研通互助平台的介绍 1539596