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海藻酸钙无机纳米复合纤维的制备与性能研究
摘要：
本文以天然海藻酸钙为原料，通过无机溶胶凝胶法和电纺技术制备出海藻酸钙无机纳米复合纤维。研究结果表明，复合纤维的形貌、物理化学性质以及生物活性与传统海藻酸钙有明显的差异。同时，该复合纤维对于体液矿物质的吸收具有较高的生物可利用性，有望应用于生物骨组织修复等领域。
关键词：海藻酸钙；无机纳米复合纤维；制备；性能研究
引言：
海藻酸钙是一种天然无机物质，由于具备纯天然、生物可降解性、生物相容性良好等优良特性，在医药、食品、化妆品等领域均有广泛应用。浸渍、离子交换、沉淀等方法均可用于海藻酸钙的制备，然而，这些传统方法制备的海藻酸钙无法达到纳米级别，其生物活性及生物降解能力也有限制。
近年来，以无机溶胶凝胶法为代表的自组装技术以及电纺技术等新型手段的出现，为海藻酸钙的制备提供了新思路。其中，将无机合成物作为外壳套在海藻酸钙纳米颗粒表面，形成无机纳米复合体的方法被广泛研究。通过这种方法制备的海藻酸钙具有更高的生物学活性和生物可降解性，因此，具有广阔的应用前景。
本文将探讨以无机溶胶凝胶法和电纺技术为主的制备海藻酸钙无机纳米复合纤维，并对其性质进行研究。
一、制备方法
1.1无机溶胶凝胶法
所需材料：海藻酸钙、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、镁盐等。
将PVP和海藻酸钙分别分散在去离子水中，搅拌均匀后加入CuSO4等金属盐，制备出海藻酸钙纳米颗粒。然后使用改进型溶胶凝胶法制备成无机纳米复合体。
1.2电纺法
所需材料：海藻酸钙、聚乙烯醇（PVA）、甲醛等。
将海藻酸钙和PVA分别溶解在甲醇中，制备成电纺溶液。利用静电纺丝装置进行电纺制备，得到海藻酸钙无机纳米复合纤维。
二、性质研究
2.1形貌特征
通过扫描电镜观察，可发现无机纳米复合纤维表面较为平整，且分布均匀。此外，无机复合后纤维的直径也呈现出明显的变化。
图1.海藻酸钙纳米颗粒及无机复合后纤维的SEM图像（a）海藻酸钙纳米颗粒；（b）无机复合后纤维
2.2物理化学性质
通过XRD分析发现，无机复合后的海藻酸钙的结构具有较高的结晶度。在物理性能方面，与传统的海藻酸钙相比，无机复合后的海藻酸钙具有更高的机械强度。
2.3生物活性
通过对海藻酸钙无机纳米复合纤维增殖和成骨相关蛋白表达的实验发现，无机复合后的海藻酸钙具有较高的生物活性。同时，海藻酸钙无机复合纤维也展现出良好的体液矿物质吸收能力。
三、应用展望
因为无机复合后的海藻酸钙具有较高的生物活性和生物可降解性，因此，将其应用于医学领域的生物骨组织修复等方面的研究广泛开展。我们相信，通过进一步研究，能够将这种纳米复合材料应用于制造出更具重要生物学意义的产品。
结论：
本研究以无机溶胶凝胶法和电纺技术制备出海藻酸钙无机纳米复合纤维，探索了该纳米复合材料的形貌、物理化学性质和生物活性。结果表明，无机复合后的海藻酸钙在表面形貌、体液矿物质吸收能力、生物活性等方面显示出明显的优势。由此可见，无机复合后的海藻酸钙具有广阔的应用前景，在医药、食品等领域发挥重要的作用。