دور الكربوهيدرات في تبلور جزيئات النانو من كربونات الكالسيوم

تُستخدم حاليًا أملاح المعادن والأحماض العضوية وغير العضوية وكحول البولي فينيل والأحماض الأمينية والمواد الخافضة للتوتر السطحي كعوامل للتحكم في بلورات جزيئات كربونات الكالسيوم النانوية. وباستخدام عوامل تحكم مختلفة، يُمكن الحصول على جزيئات كربونات الكالسيوم النانوية بأحجام وأشكال وهيئات بلورية متنوعة، كما يُمكن تغيير تكتلها، مما يُتيح إمكانية التحكم في عملية تصنيعها.

عند إضافة الجلوكوز والسكروز والنشا القابل للذوبان على التوالي كعوامل للتحكم في التبلور في عملية تصنيع جزيئات كربونات الكالسيوم النانوية عبر التفحيم، أثرت إضافة عامل التحكم الخالي من التبلور وأنواع الكربوهيدرات المختلفة على الموصلية وقيمة الرقم الهيدروجيني أثناء عملية التصنيع. والنتائج هي:

(1) عند إضافة السكروز والجلوكوز والنشا القابل للذوبان بنسب متساوية إلى نظام التفاعل، تم الحصول على بلورات نانوية من كربونات الكالسيوم من نوع الكالسيت بأشكال مكعبة منتظمة. قد تحتوي البنية الجزيئية للكربوهيدرات على مجموعة قطبية (مجموعة هيدروكسيل)، ويحتوي الأكسجين في الجزيء على زوج إلكتروني حر ذي كهرسلبية عالية، مما يسمح له بالارتباط مع أيونات الكالسيوم (Ca2+) من خلال معادلة الشحنة، وبالتالي تثبيط نمو بلورات كربونات الكالسيوم النانوية.

(2) إضافة مادة مضافة من الكربوهيدرات قبل تفاعل التفحيم يمكن أن يعزز تفاعل التكوين ويقلل من طاقة سطح نوى بلورات كربونات الكالسيوم، مما يسمح بوجود نوى بلورية أصغر حجماً بشكل مستقر. يتم تثبيط تكتل نوى بلورات كربونات الكالسيوم؛ ثم تتشكل جزيئات نانوية مكعبة من كربونات الكالسيوم.