温度影响下贝壳有机质与无机晶体FTIR配位作用研究

该研究论文探讨了"温度对贝壳有机质及无机晶体配位作用的FTIR研究"，由宋德宏、丁永生等人进行，发表于大连海事大学环境科学与工程学院。研究人员利用高分辨率傅里叶变换红外光谱法（FTIR）和热重分析（TG）技术，对夏夷扇贝的棱柱层和珍珠层进行了详细的热处理条件下的分析。实验对象是生长在大连长海县的1.5年生虾夷扇贝，样本首先通过清洗和碱液处理去除微生物和角质层，然后被磨成粉末并经高温热处理以供后续研究。 研究发现，贝壳的棱柱层和珍珠层主要由方解石型碳酸钙构成，含有少量有机质和水分，其中棱柱层的有机质含量高于珍珠层。经过700℃和600℃的热处理，棱柱层和珍珠层中的有机物分别在800℃和700℃时完全降解。在不同的温度下，FTIR吸收峰的形状和位置发生了显著变化，表明热分解过程显著影响了有机质与碳酸钙晶体的配位关系。具体来说，有机质含量越高，与二氧化碳三原子团不对称伸缩振动ν3的峰位负相关，而与面内弯曲振动ν2和面外弯曲振动ν4的关系不大。这揭示了生物矿化过程中有机质对无机晶体的精细调控作用。 论文强调，虽然贝壳的卓越力学性能通常归功于有机质的存在，但关于温度如何影响这种有机-无机交互作用的研究相对较少。通过对这一问题的深入研究，有助于理解生物矿化的机制，为仿生材料的设计和开发提供理论依据。整个实验设计包括样品采集、预处理，以及采用FTIR和TG技术进行细致的分析，以揭示温度对贝壳内部结构及其功能影响的微观层面。 关键词：FTIR、珍珠层、棱柱层、生物矿化、有机质配位、热处理。这项工作的成果不仅对贝壳生物学有重要意义，也拓宽了我们对生物材料化学行为的理解，特别是在材料科学领域寻找新的设计策略。