生物矿化与一般无机相的结晶明显不同,其无机矿物的结晶严格受生物体分泌的有机基质的控制,是在有机基质膜板诱导下的晶体生长。有机基质可以定义为由有机成分组成局域化表面和界面,是生物系统矿化的媒介,同时也决定了矿物颗粒的空间取向和结构。有机基质界面的活性位点从组成、结构、形态三方面决定矿化过程按时序有组织的成核,在每一个成核位置,分子和分子团的相互作用具有多方面的高度互适性。正因为如此,在同类生物同一器官中,生物矿物的结构、形态和分布总能得到精确的重复,生物无机晶体都被设计成和有机大分子相关联的有序序列,这暗示着在生物体系内部一定存在高度严密的晶体成核、生长和空间组织的控制机制。然而,生物CaCO₃是自然界分布最广泛的一类生物矿物,其组成除了无机相的CaCO₃外,还含有少量的有机质,包括水可溶（SM）和水不可溶有机基质（IM）,SM富含阴离子集团,是控制CaCO₃结晶的重要因素之一。通过有机-无机界面分子识别,有机质选择性地与CaCO₃晶体特定方向的面网相互作用,从而对CaCO₃的生长、形貌、多型及结晶学定向等产生明显的控制作用。有机-无机界面的分子识别机制包括静电、晶格几何匹配和立体化学互补等。仿生矿化的研究为进一步深入了解生物矿化的机理及制造高级复合材料提供了新的方法。 本论文是在实验室的条件下,利用多种有机基质调控碳酸钙晶体的生长,研究了导致晶体结晶状态和形貌的多样性机理,现归纳如下: （1） 根据生物矿化的基本原理,以β-环糊精（β-CD）作为有机基质,采用仿生的方法合成了具有独特形貌的碳酸钙,其中含有少量的β-环糊精。用X射线粉末衍射（XRD）分析、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外吸收光谱（FT-IR）和电导率测定等手段对所得复合碳酸钙进行了表征,结果发现CaCO₃结晶过程中,