バイオミネラリゼーションに学ぶ有機/無機複合体の設計と合成:高分子およびマグネシウムイオンによる炭酸カルシウムのモルホロジー制御  [in Japanese] Design and Synthesis of Organic/Inorganic Hybrid Materials Inspired by Biomineralization: Morphology Control of Calcium Carbonate Thin Films using Polymers and Mg<sup>2+</sup> Ions  [in Japanese]

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Author(s)

    • 朱 方捷 ZHU Fangjie
    • 東京大学大学院工学系研究科 Department of Chemistry and Biotechnology, School of Engineering, The University of Tokyo
    • 灘 浩樹 NADA Hiroki
    • 産業技術総合研究所 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)
    • 加藤 隆史 KATO Takashi
    • 東京大学大学院工学系研究科 Department of Chemistry and Biotechnology, School of Engineering, The University of Tokyo

Abstract

<p>真珠層や歯,骨に代表されるバイオミネラルは複雑な構造をもつ高強度の有機無機複合体である。この形成過程において,生体高分子と無機イオンの相互作用が精密な結晶化にとって重要な要素である。本稿では,バイオミネラリゼーションに学び,高分子を用いる有機無機複合材料の開発について述べる。我々はポリアクリル酸存在下,不溶性高分子を用いる炭酸カルシウム薄膜結晶の形成を開発してきた。ここでは,実験と分子シミュレーションとの組み合わせについても紹介する。例えばマグネシウムイオン存在下,炭酸カルシウム結晶前駆体の分子動力学計算を行い,マグネシウムイオンが炭酸カルシウムの結晶化を阻害している様子が計算された。これらの研究はバイオミネラルの形成過程にならう手法によって,新しい複合材料を開発するアイデアにつながると期待される。</p>

<p>Biominerals such as nacre of shells, teeth, and bones are organic/inorganic hybrids with complex structures that possess high functionality. In biomineralization, the interactions between biomacromolecules and inorganic ions are essential for the precise control of mineralization. This review focuses on the development of organic/inorganic hybrid materials using polymers through an approach inspired by biomineralization. We have developed the formation of thin-film CaCO<sub>3</sub> by using insoluble polymer matrices in the presence of poly(acrylic acid). Here, the combination of experimentation and molecular simulation is also introduced. Molecular dynamics (MD) simulation of the CaCO<sub>3</sub> precursor suggests that the transition of amorphous calcium carbonate (ACC) to crystals is suppressed in the presence of Mg<sup>2+</sup> ions. These studies provide useful ideas for the development of hybrid materials through biomimetic approaches.</p>

Journal

  • Oleoscience

    Oleoscience 14(10), 417-423, 2014

    Japan Oil Chemists' Society

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    130005308185
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AA11503417
  • Text Lang
    JPN
  • ISSN
    1345-8949
  • NDL Article ID
    025825335
  • NDL Call No.
    Z74-C176
  • Data Source
    NDL  J-STAGE 
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