從自然界恢弘奇幻的石灰石溶洞，到讓人恨之入骨的腎結石，溶液中的成核結晶現象無處不在，也包含著關于晶體生長的共同秘密：溶質從離子狀態到成核結晶，中間狀態是怎樣的？多年來，盡管有科學家提出過一些假說與理論，但始終沒有直接觀測證據。
日前，浙江大學的唐?？到淌谡n題組（通訊作者）受到由交聯單體或低聚體形成的聚合物材料的啟發，報道了利用交聯離子低聚體構建具有連續構造的無機材料的方法。
該團隊在嘗試“暫停”無機物結晶過程時，“截獲”到一種特別的最初產物——無機離子寡聚體。神奇的是，寡聚體能像高分子材料一樣交聯聚合起來，進而能形成連續的、大塊的無機材料。這意味著，無機材料有望像塑料制品一樣整體成型，并變化出各種復雜造型。
無機離子從寡聚體狀態交聯聚合成碳酸鈣連續材料的過程
研究人員利用碳酸鈣作為模型材料，以三乙胺作為封端劑，得到了具有可控分子量的低聚體(CaCO3)n。接下來通過移除三乙胺可以引發這些低聚體的交聯，進而能夠快速構建碳酸鈣塊體甚至是具有連續內生結構的單晶材料。不僅如此，具有類液體行為的(CaCO3)n前驅體還能夠被加工或者塑造成形，從而制備具有復雜結構和可變形態的塊體材料。
(CaCO3)n低聚體的制備和表征
(CaCO3)n低聚體的可控交聯
非晶和類單晶塊體碳酸鈣的制備
碳酸鈣單晶的構建
該研究認為，這一新型材料構建策略結合了無機化學和高分子化學的特點，利用交聯作用進行無機材料制備，為生產塊體材料提供了新的思路。
不僅如此，研究團隊還實現了牙釉質修復和碳酸鈣單晶的修復。牙釉質是人體最堅硬的部分之一，其97%的成分是磷酸鈣晶體。“磷酸鈣的粉末早已有之，但是向缺損處撒磷酸鈣粉末，是沒法修復的。”唐?？嫡f，牙釉質是目前最難修復的生物組織之一，臨床上還沒有完美修復的方法。而采用磷酸鈣離子寡聚體的修復材料，能讓牙釉質在48小時之內長出2.5微米的修復層，且與被修復組織完美貼合，實現無縫無痕修復。
通過寡聚體交聯修復單晶（左）和牙釉質缺損（右）
2019年10月16日，相關成果以題為“Crosslinking ionic oligomers as conformable precursors to calcium carbonate”的文章在線發表在Nature上。
參考來源：求是風采、材料人
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