O papel dos carboidratos na cristalização de nanopartículas de carbonato de cálcio

Atualmente, sais metálicos, ácidos orgânicos, ácidos inorgânicos, álcool polivinílico, aminoácidos e surfactantes são frequentemente utilizados como agentes controladores da cristalização de nanopartículas de carbonato de cálcio. Com diferentes agentes controladores da cristalização, é possível obter nanopartículas de carbonato de cálcio com diferentes tamanhos, formatos e estruturas cristalinas, além de controlar sua aglomeração, possibilitando assim a síntese controlada de nanopartículas de carbonato de cálcio.

Quando glicose, sacarose e amido solúvel foram adicionados respectivamente como agentes de controle de cristalização na síntese de nanopartículas de carbonato de cálcio via carbonização, a adição de agentes de controle livres de cristais e diferentes carboidratos afetou a condutividade e o valor do pH durante a síntese. Os resultados são:

(1) Quando sacarose, glicose e amido solúvel, na mesma fração de massa, foram adicionados ao sistema de reação, respectivamente, foram obtidos nanocristais de carbonato de cálcio do tipo calcita em formas cúbicas regulares. Pode haver um grupo polar -OH na estrutura molecular do carboidrato, e o O na molécula possui um par de elétrons não compartilhados com alta eletronegatividade, que pode se coordenar com o Ca2+ por meio de correspondência de carga, inibindo o crescimento de nanocristais de carbonato de cálcio.

(2) A adição de aditivo de carboidrato antes da reação de carbonização pode promover a reação de nucleação e diminuir a energia superficial dos núcleos de cristal de carbonato de cálcio, permitindo que núcleos de cristal menores existam de forma estável. A aglomeração dos núcleos de cristal de carbonato de cálcio é inibida; então, nanopartículas cúbicas de carbonato de cálcio são formadas.