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Poriferan chitin as a template for hydrothermal zirconia deposition

Frontiers of Materials Science 2013年第3期7卷 248-260页

作者： Marcin WYSOKOWSKI Mykhaylo MOTYLENKO Vasilii V. BAZHENOV Dawid STAWSKI lroslav PETRENKO Andre EHRLICH Thomas BEHM Zoran KLJAJIC Allison L. STELLING Teofil JESIONOWSKI Hermann EHRLICH Institute of Chemical Technology and Engineering Poznan University of Technology 60965 Poznan Poland Institute of Materials Science TU Bergakademie Freiberg D-09599 Freiberg Germany Institute of Experimental Physics TU Bergakademie Freiberg 09599 Freiberg Germany Department of Commodity and Material Sciences and Textile Metrology Technical University of Lodz 90924 Lodz Poland Institut fur Eisenund Stahltechnologie TU Bergakademie Freiberg 09599 Freiberg Germany Institute of Mineralogy TU Bergakademie Freiberg 09599 Freiberg Germany Institute of Marine Biology University of Montenegro 85330 Kotor Montenegro Department of Mechanical Engineering and Materials Science Duke University 27708 Durham NC USA

Chitin is a thermostable biopolymer found in various inorganic-organic skeletal structures of numerous invertebrates including sponges （Porifera）. The occurrence of chitin within calcium- and silica-based biominerals in organisms living in extreme natural conditions has inspired development of new （extreme biomimetic） synthesis route of chitin-based hybrid materials in vitro. Here, we show for the first time that 3D-a-chitin scaffolds isolated from skeletons of the marine sponge Aplysina aerophoba can be effectively mineralized under hydrothermal conditions （150℃） using ammonium zirconium（IV） carbonate as a precursor of zirconia. Obtained chitin-ZrO2 hybrid materials were characterized by FT-IR, SEM, HRTEM, as well as light and confocal laser microscopy. We suggest that formation of chitin-ZrO2 hybrids occurs due to hydrogen bonds between chitin and ZrO2.

关键词： chitin biocomposite zirconia hydrothermal synthesis ammonium zirco-nium carbonate

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