Роль углеводов в кристаллизации наночастиц карбоната кальция

В настоящее время в качестве агентов, контролирующих кристаллизацию наночастиц карбоната кальция, часто используются соли металлов, органические кислоты, неорганические кислоты, поливиниловый спирт, аминокислоты и поверхностно-активные вещества. Использование различных агентов, контролирующих кристаллизацию, позволяет получать наночастицы карбоната кальция различных размеров, форм и кристаллических типов, а также изменять их агломерацию, что обеспечивает контролируемый синтез наночастиц карбоната кальция.

При добавлении глюкозы, сахарозы и растворимого крахмала в качестве агентов, контролирующих кристаллизацию, в процессе синтеза наночастиц карбоната кальция методом карбонизации, добавление агентов, контролирующих кристаллизацию, и различных углеводов влияло на проводимость и значение pH в ходе синтеза. Результаты следующие:

(1) При добавлении в реакционную систему сахарозы, глюкозы и растворимого крахмала в одинаковой массовой доле соответственно были получены нанометровые кристаллы карбоната кальция типа кальцита в правильной кубической форме. В молекулярной структуре углевода может присутствовать полярная группа -OH, а атом кислорода в молекуле имеет неподеленную пару электронов с высокой электроотрицательностью, которая может координироваться с Ca2+ посредством согласования зарядов, подавляя рост нанометровых кристаллов карбоната кальция.

(2) Добавление углеводной добавки перед реакцией карбонизации может способствовать реакции нуклеации и снизить поверхностную энергию ядер кристаллов карбоната кальция, что позволяет более мелким ядрам кристаллов стабильно существовать. Агломерация ядер кристаллов карбоната кальция подавляется; затем образуются кубические нанометровые частицы карбоната кальция.