El papel de los carbohidratos en la cristalización de nanopartículas de carbonato de calcio

Actualmente, las sales metálicas, los ácidos orgánicos e inorgánicos, el alcohol polivinílico, los aminoácidos y los tensioactivos se utilizan frecuentemente como agentes de control de la cristalización de nanopartículas de carbonato de calcio. Mediante el uso de diferentes agentes de control de la cristalización, se pueden obtener nanopartículas de carbonato de calcio con distintos tamaños, formas y estructuras cristalinas, y se puede modificar su aglomeración, logrando así una síntesis controlada de nanopartículas de carbonato de calcio.

Cuando se añadieron glucosa, sacarosa y almidón soluble respectivamente como agentes de control de cristales en la síntesis de nanopartículas de carbonato de calcio mediante carbonización, la adición de un agente de control libre de cristales y diferentes carbohidratos afectó la conductividad y el valor de pH durante la síntesis. Los resultados son:

(1) Cuando se añadieron sacarosa, glucosa y almidón soluble en la misma fracción de masa al sistema de reacción, se obtuvieron nanocristales de carbonato de calcio de tipo calcita con formas cúbicas regulares. Es posible que exista un grupo polar -OH en la estructura molecular del carbohidrato, y el oxígeno en la molécula posee un par de electrones no enlazantes con alta electronegatividad, que puede coordinarse con Ca2+ mediante el acoplamiento de carga, inhibiendo el crecimiento de los nanocristales de carbonato de calcio.

(2) La adición de un aditivo de carbohidratos antes de la reacción de carbonización puede promover la reacción de nucleación y disminuir la energía superficial de los núcleos de cristal de carbonato de calcio, lo que permite la existencia estable de núcleos de cristal más pequeños. Se inhibe la aglomeración de los núcleos de cristal de carbonato de calcio, lo que da lugar a la formación de nanopartículas cúbicas de carbonato de calcio.