靜電紡絲素蛋白納米纖維的制備及仿生礦化研究的開題報(bào)告

靜電紡絲素蛋白納米纖維的制備及仿生礦化研究的開題報(bào)告一、研究背景和意義靜電紡絲是一種將高分子材料制備成納米纖維的新型技術(shù)。絲素蛋白是一種來源廣泛且生物相容性好的生物高分子，可以用于制備纖維。納米纖維在生物醫(yī)學(xué)、紡織、電子等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。而仿生礦化是一種利用生物高分子的模板作用形成無機(jī)礦物化合物的過程。通過仿生礦化可以制備出具有生物活性和應(yīng)用潛力的材料。因此，本研究旨在探究靜電紡絲制備絲素蛋白納米纖維以及仿生礦化在納米纖維制備中的應(yīng)用。二、研究內(nèi)容和計(jì)劃1.靜電紡絲制備絲素蛋白納米纖維通過改變靜電紡絲中電場、溶液濃度、絲素蛋白分子量等因素，制備出絲素蛋白納米纖維，利用掃描電鏡（SEM）和透射電鏡（TEM）等手段對納米纖維的形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。2.仿生礦化研究將制備出的絲素蛋白納米纖維作為模板，利用無機(jī)鹽溶液進(jìn)行礦化，制備出仿生礦化納米復(fù)合材料。可采用X射線衍射（XRD）、紅外光譜（FTIR）和元素分析等手段對仿生礦化樣品進(jìn)行表征和分析。3.性能評價(jià)對制備出的絲素蛋白納米纖維和仿生礦化復(fù)合材料進(jìn)行性能評價(jià)，包括熱穩(wěn)定性、生物相容性、機(jī)械性能和礦化程度等。4.計(jì)劃時(shí)間安排第一年：學(xué)習(xí)靜電紡絲工藝和絲素蛋白的性質(zhì)，進(jìn)行納米纖維的制備，并對其進(jìn)行形貌結(jié)構(gòu)分析。第二年：學(xué)習(xí)仿生礦化的基本原理，對納米纖維進(jìn)行仿生礦化處理，并進(jìn)行材料相關(guān)性質(zhì)分析。第三年：總結(jié)以上研究成果，并對納米復(fù)合材料進(jìn)行性能評價(jià)。三、研究難點(diǎn)1.制備條件的控制。絲素蛋白納米纖維的制備過程受多種因素影響，需要對靜電紡絲工藝進(jìn)行精細(xì)控制，以獲得理想的纖維形貌和結(jié)構(gòu)。2.仿生礦化反應(yīng)條件的優(yōu)化。仿生礦化需要對反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化，包括溶液濃度、反應(yīng)時(shí)間、溫度等因素，以獲得高礦化產(chǎn)率和理想的礦化程度。3.復(fù)合材料性能的評價(jià)。為了實(shí)現(xiàn)仿生礦化對絲素蛋白納米纖維的修飾和提升，需要對所制備的納米復(fù)合材料進(jìn)行綜合性質(zhì)評估，包括機(jī)械性能、生物相容性等方面的檢測。四、預(yù)期成果1.成功制備出絲素蛋白納米纖維，優(yōu)化控制條件，獲得具有理想形貌、結(jié)構(gòu)的納米纖維。2.成功利用絲素蛋白納米纖維作為模板，利用仿生礦化方法制備出具有特定功能和應(yīng)用潛力的仿生礦化納米復(fù)合材料。3.對所制備的復(fù)合材料進(jìn)行性能評價(jià)和表征，探索其在醫(yī)用、材料等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。四、參考文獻(xiàn)1.LiK,WangJ,QinG,etal.Fabricationandcharacterizationofsilkfibroin/polyethyleneoxideblendnanofibrousscaffoldsfortissueengineering[J].JournalofNanoscienceandNanotechnology,2015,15(10):8558-8566.2.AumillerWM,UchidaM,DouglasT,etal.Amulti-levelcomputationalinvestigationintothemechanismofelectrospinningunderperformance-definingelectricfieldconditions[J].JournalofMaterialsChemistryB,2015,3(21):4336-4344.3.ZhaoL,HuangY,LuX,etal.Osteogenicactivityandantibacterialeffectofzincionimplantedtitanium[J].Biomaterials,2014,35(22):6152-6165.4.HuY,ZhangL,LiY,etal.Preparationofbiodegradablesilkfibroinnanoparticlesviasolutio