[发明专利]阿仑膦酸钙超长纳米线及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及阿仑膦酸钙超长纳米线及其制备方法和应用。所述阿仑膦酸钙超长纳米线具有良好的柔韧性和高生物相容性，其直径为10～150纳米、长度为10～1000微米。

技术领域

本发明涉及一种阿仑膦酸钙超长纳米线及其制备方法和应用，属于纳米材料制备领域。

背景技术

纳米材料，是指材料的尺寸在三个维度中至少有一个维度处于纳米级别。纳米材料由于其小尺寸和表面效应，往往能够表现出独特的电、光、声、热和磁学性质。由于纳米材料的奇异特性，其在光电器件、生物医学、能源、催化、环境保护等诸多领域，都具有良好的应用前景。一维纳米材料，尤其是超长纳米线材料，由于其高长径比和良好的柔韧性，是构建宏观组装二维薄膜和三维块体功能材料的理想构建单元。然而，超长纳米线材料的合成仍然是一个巨大的挑战。

阿仑膦酸钠是治疗骨质疏松的一种有效药物。阿仑膦酸钠可与羟基磷灰石中钙离子产生较强的螯合作用，通过抑制破骨细胞的活性发挥抗骨吸收的作用。如Shi等人将阿仑膦酸钠负载在明胶/羟基磷灰石复合支架上来改善生物支架的成骨性能；实验结果表明，负载阿伦磷酸钠不仅显示出良好的细胞相容性和细胞粘附特性，而且还能够促进相关成骨基因的表达(Journal of Materials Chemistry B,2020,8,6912-6924)。此外，阿仑膦酸钠还可作为一种水溶性的有机磷源，用于合成有机磷源掺杂的羟基磷灰石材料。如Wang等人采用少量的阿仑膦酸钠和唑来膦酸钠作为有机磷源，采用磷酸二氢铵作为主要磷源，通过共沉淀法合成出有机磷源掺杂的羟基磷灰石纳米颗粒，可用于重金属离子吸附，但存在的问题是羟基磷灰石纳米颗粒团聚和使用后难以分离再利用(Journal of HazardousMaterials,2020,article number 123143)。然而，有关阿伦磷酸钙超长纳米线以及包括阿伦磷酸钙超长纳米线的功能材料均未见相关报道。

发明内容

针对现有技术的局限性，本发明旨在提供一种阿伦磷酸钙超长纳米线及其制备方法和应用，以及包括该阿伦磷酸钙超长纳米线的自组装形成的类似“荷叶”和“银杏叶”形貌的纳米材料等。

第一方面，本发明提供了一种阿仑膦酸钙超长纳米线，所述阿仑膦酸钙超长纳米线具有良好的柔韧性和高生物相容性，其直径为10～150纳米、长度为10～1000微米。

第二方面，本发明还提供了一种阿仑膦酸钙超长纳米线的制备方法，包括：

(1)以水溶性钙盐作为钙源，以油酸作为反应物和乳化剂，加入强碱，在溶剂中搅拌混合均匀，经化学反应生成油酸钙前驱体悬浮液；

(2)将阿仑膦酸或阿仑膦酸钠水溶液加入到油酸钙前驱体悬浮液中，搅拌混合，得到阿仑膦酸钙前驱体悬浮液；

(3)将阿仑膦酸钙前驱体悬浮液在密封的反应釜中进行溶剂热处理，再将所得产物经分离和洗涤后，得到所述阿仑膦酸钙超长纳米线。

较佳的，步骤(1)中，所述水溶性钙盐选自氯化钙、硝酸钙、醋酸钙、溴化钙、碘化钙和/或其水合物中的至少一种；所述水溶性钙盐的浓度为0.01～10摩尔/升，优选为0.1～3mol/L；所述油酸与水溶性钙盐的摩尔比为1：10～50：1。

较佳的，步骤(1)中，所述强碱选自氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种；所述强碱的浓度为0.01～10摩尔/升，优选为0.1～3摩尔/升。

较佳的，步骤(1)中，所述溶剂为醇或/和水；所述醇选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、2-丁醇、正戊醇、2-戊醇、3-戊醇、正己醇、2-己醇、3-己醇中的至少一种。

较佳的，步骤(2)中，所述阿仑膦酸或阿仑膦酸钠水溶液的摩尔浓度为0.01～10摩尔/升；所述水溶性钙盐与阿仑膦酸或阿仑膦酸钠的摩尔比为5：1～1：10，优选为2：1～1：5。